机器学习——多元线性回归算法预测房价

这是目录

  • 一、Excel构造多元线性回归
  • 二、Sklearn库重做多元线性回归
  • 三、总结
  • 参考文献

一、Excel构造多元线性回归

  • 多元线性回归简介
    在回归分析中,如果有两个或两个以上的自变量,就称为多元回归。事实上,一种现象常常是与多个因素相联系的,由多个自变量的最优组合共同来预测或估计因变量,比只用一个自变量进行预测或估计更有效,更符合实际。因此多元线性回归比一元线性回归的实用意义更大。
    “garbage in garbage out”(简称GIGO),是计算机术语常用的俚语,意思是如果你输入错误的数据,那么输出的结果也是错误的。这个结论在机器学习领域也成立。多元线性回归属于监督机器学习算法,通过已知数据训练得到模型或决策函数。应用此算法时,不能盲目地套用算法,必须对数据的有效性、正确性、假设合理性进行验证,如果发现数据本身不正确,就需要纠正。
  • 工欲善其事,必先利其器
  1. 下载"多元线性回归模型预测房价.ipynb"与"house_prices.csv":
    链接:https://pan.baidu.com/s/1gygRvofVtKkZUA_BsH399Q
    提取码:m5nq
  2. 利用Jupyter运行以上文件,并尝试理解
  • 删掉表里的非数据项(即house_id,area,neighborhood和style),以进行多元线性回归
    机器学习——多元线性回归算法预测房价_第1张图片

  • 选中要进行多元线性回归的区域,点击左上角的“文件”,选择更多里的选项
    机器学习——多元线性回归算法预测房价_第2张图片

  • 进入加载项,点击转到
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  • 选择分析工具库
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  • 点击数据里的数据分析,找到回归
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  • 分别选中x和y值的区域(y为price,x为其他所有值),输出选项可以选新工作表组,这样就可以在新工作表里看到了,弄好之后点击确认就行了。
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  • 结果如下,intercept为截距,下面几行就是对应自变量的系数
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二、Sklearn库重做多元线性回归

  • 导入包
import pandas as pd
import numpy as np
import seaborn as sns
from sklearn import datasets
from sklearn.linear_model import LinearRegression
  • 读取文件
df = pd.read_csv('house_prices.csv')
df.info()#显示列名和数据类型类型
df.head(6)#显示前n行,n默认为5
  • 取出自变量和因变量
#取出自变量
data_x=df[['area','bedrooms','bathrooms']]
data_y=df['price']
  • 进行多元线性回归并得出结果
# 进行多元线性回归
model=LinearRegression()
l_model=model.fit(data_x,data_y)
print('参数权重')
print(model.coef_)
print('模型截距')
print(model.intercept_)

机器学习——多元线性回归算法预测房价_第8张图片
可以看到,这里的数据与上面Excel得出的数据基本一致

  • 进行数据处理
# 异常值处理
# ================ 异常值检验函数:iqr & z分数 两种方法 =========================
def outlier_test(data, column, method=None, z=2):
    """ 以某列为依据,使用 上下截断点法 检测异常值(索引) """
    """ 
    full_data: 完整数据
    column: full_data 中的指定行,格式 'x' 带引号
    return 可选; outlier: 异常值数据框 
    upper: 上截断点;  lower: 下截断点
    method:检验异常值的方法(可选, 默认的 None 为上下截断点法),
            选 Z 方法时,Z 默认为 2
    """
    # ================== 上下截断点法检验异常值 ==============================
    if method == None:
        print(f'以 {column} 列为依据,使用 上下截断点法(iqr) 检测异常值...')
        print('=' * 70)
        # 四分位点;这里调用函数会存在异常
        column_iqr = np.quantile(data[column], 0.75) - np.quantile(data[column], 0.25)
        # 1,3 分位数
        (q1, q3) = np.quantile(data[column], 0.25), np.quantile(data[column], 0.75)
        # 计算上下截断点
        upper, lower = (q3 + 1.5 * column_iqr), (q1 - 1.5 * column_iqr)
        # 检测异常值
        outlier = data[(data[column] <= lower) | (data[column] >= upper)]
        print(f'第一分位数: {q1}, 第三分位数:{q3}, 四分位极差:{column_iqr}')
        print(f"上截断点:{upper}, 下截断点:{lower}")
        return outlier, upper, lower
    # ===================== Z 分数检验异常值 ==========================
    if method == 'z':
        """ 以某列为依据,传入数据与希望分段的 z 分数点,返回异常值索引与所在数据框 """
        """ 
        params
        data: 完整数据
        column: 指定的检测列
        z: Z分位数, 默认为2,根据 z分数-正态曲线表,可知取左右两端的 2%,
           根据您 z 分数的正负设置。也可以任意更改,知道任意顶端百分比的数据集合
        """
        print(f'以 {column} 列为依据,使用 Z 分数法,z 分位数取 {z} 来检测异常值...')
        print('=' * 70)
        # 计算两个 Z 分数的数值点
        mean, std = np.mean(data[column]), np.std(data[column])
        upper, lower = (mean + z * std), (mean - z * std)
        print(f"取 {z} 个 Z分数:大于 {upper} 或小于 {lower} 的即可被视为异常值。")
        print('=' * 70)
        # 检测异常值
        outlier = data[(data[column] <= lower) | (data[column] >= upper)]
        return outlier, upper, lower
  • 得到异常集并进行丢弃
outlier, upper, lower = outlier_test(data=df, column='price', method='z')#获得异常数据
outlier.info(); outlier.sample(5)
df.drop(index=outlier.index, inplace=True)#丢弃异常数据
  • 取出自变量和因变量
#取出自变量
data_x=df[['area','bedrooms','bathrooms']]
data_y=df['price']
  • 进行多元线性回归并得出结果
# 进行多元线性回归
model=LinearRegression()
l_model=model.fit(data_x,data_y)
print('参数权重')
print(model.coef_)
print('模型截距')
print(model.intercept_)

机器学习——多元线性回归算法预测房价_第9张图片
经过数据处理,结果与上述数据有了较大差距

三、总结

初步了解了多元线性回归的步骤,也清楚了异常数据对于回归方程的影响,在进行数据处理之前应该先进行数据预处理,同时也要考虑两个变量的关系。


参考文献

多元线性回归分析

你可能感兴趣的:(机器学习,算法,线性回归)