python交叉验证结合线性回归_Python机器学习之交叉验证

交叉验证是一种非常常用的对于模型泛化能力进行评估 方法，交叉验证既可以解决数据集的数据量不够大问题，也可以解决参数调优的问题。常用的交叉验证方法有：简单交叉验证(HoldOut检验，例如train_test_split)、k折交叉验证(例如KFold)、自助法

kfold是将数据集划分为K-折，只是划分数据集；

cross_val_score是根据模型进行计算，计算交叉验证的结果，你可以简单认为就是cross_val_score中调用了kfold进行数据集划分。

函数原型：

sklearn.cross_validation.cross_val_score(estimator, X, y=None, scoring=None, cv=None, n_jobs=1, verbose=0, fit_params=None, pre_dispatch=‘2*n_jobs’)

参数解释：

estimator：数据对象

X：数据

y：预测数据

soring：调用的方法

cv：交叉验证生成器或可迭代的次数.cv可能的输入有:

-无，使用默认的三折交叉验证，

-整数，用于指定“(分层的)KFold”中的折叠数，

-用作交叉验证生成器的对象。

-一个可迭代产生的序列，测试分裂。

对于整数/无输入，如果估计器是一个分类器，并且' ' y ' '是二进制的或多类的，则使用:class: ' StratifiedKFold '。在所有其他情况下，使用:class: ' KFold '。

n_jobs：同时工作的cpu个数(-1代表全部)

verbose：详细程度

fit_params：传递给估计器的拟合方法的参数

pre_dispatch：控制并行执行期间调度的作业数量。减少这个数量对于避免在CPU发送更多作业时CPU内存消耗的扩大是有用的。该参数可以是：

1.没有，在这种情况下，所有的工作立即创建并产生。将其用于轻量级和快速运行的作业，以避免由于按需产生作业而导致延迟

2.一个int，给出所产生的总工作的确切数量

3.一个字符串，给出一个表达式作为n_jobs的函数，如'2 * n_jobs'

返回

交叉验证每次运行的评分数组

一、(分层)K折交叉验证

采用红酒数据进行交叉验证

#导入hongjiu数据

from sklearn.datasets import load_wine

#导入交叉验证数据

from sklearn.model_selection import cross_val_score,StratifiedKFold

#导入用于分类的支持向量机模型

from sklearn.svm import SVC

#载入红酒数据

wine = load_wine()

#设置SVC的核函数为 linear

svc = SVC(kernel='linear')

#使用交叉验证法对SVC进行评分

score = cross_val_score(svc, wine.data, wine.target)

print('交叉验证得分：{}'.format(score))

#获取平均分数

print('交叉验证平均得分：{:.3f}'.format(score.mean()))

print('\n======================设置cv=5')

#数据集拆分成5个部分来评分，cv=5

scores = cross_val_score(svc, wine.data, wine.target, cv = 5)

print('交叉验证得分：{}'.format(scores))

#获取平均分数

print('交叉验证平均得分：{:.3f}'.format(scores.mean()))

#打印红酒数据集的分类标签

print('酒的分类标签：\n{}'.format(wine.target))

print('\n======================使用StratifiedKFold 分层交叉验证')

strKFold = StratifiedKFold(n_splits=5,shuffle=False,random_state=0)

scores = cross_val_score(svc,wine.data, wine.target,cv=strKFold)

print("straitified cross validation scores:{}".format(scores))

print("Mean score of straitified cross validation:{:.3f}".format(scores.mean()))

print('\n======================使用KFold 交叉验证')

strKFold = KFold(n_splits=5,shuffle=False,random_state=0)

scores = cross_val_score(svc,wine.data, wine.target,cv=strKFold)

print("KFold cross validation scores:{}".format(scores))

print("Mean score of KFold cross validation:{:.3f}".format(scores.mean()))

执行结果如下所示：

[ 0.83333333 0.95 1. ]

交叉验证得分：[ 0.83333333 0.95 1. ]

交叉验证平均得分：0.928

======================设置cv=5

交叉验证得分：[ 0.86486486 0.97222222 0.97222222 1. 1. ]

交叉验证平均得分：0.962

酒的分类标签：

[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2]

======================使用StratifiedKFold 分层交叉验证

straitified cross validation scores:[ 0.86486486 0.97222222 0.97222222 1. 1. ]

Mean score of straitified cross validation:0.962

======================使用KFold 交叉验证

KFold cross validation scores:[ 0.91666667 0.88888889 0.88888889 0.94285714 0.91428571]

Mean score of KFold cross validation:0.910

可以看出：

1.cross_val_score 在默认情况下会使用3个折叠，因此会得到3个分数

2.如果要将数据集拆分成5个部分来评分，那么需要修改cross_val_score的 cv 参数为5，就会得到5个评分

3.从红酒的标签可以看出，在拆分数据集的时候，有可能每个子集都是同一个标签，这样会导致模型的评分不高，所以采用分层k折交叉验证的优势在于，它会在每个不同分类中进行拆分，确保每个子集中都有数量基本一致的不同分类标签。

4.从分数可以看出。cross_val_score 对于分类模型默认采用的是分层k交叉验证。

二、随机拆分交叉验证

随机拆分交叉验证的原理是，先从数据集中随机抽取一部分数据集作为训练集，再从其余的部分随机抽取一部分作为测试集，进行评分后再迭代，重复上一步的动作，直到把我们希望迭代的次数全部跑完。

依旧采用红酒数据为例

函数原型：

sklearn.cross_validation.ShuffleSplit(n_splits=10, test_size=None, train_size=None, random_state=None)[source]

作用：生成高斯分布的概率密度随机数

参数解释：

n_splits :产生的随机抽样组数

test_size :测试集比例或样本数量，该值为[0.0, 1.0]内的浮点数时，表示测试集占总样本的比例；该值为整型值时，表示具体的测试集样本数量；train_size不设定具体数值时，该值取默认值0.1，train_size设定具体数值时，test_size取剩余部分

train_size : 训练集比例或样本数量，该值为[0.0, 1.0]内的浮点数时，表示训练集占总样本的比例；该值为整型值时，表示具体的训练集样本数量；该值为None(默认值)时，训练集取总体样本除去测试集的部分

random_state :随机数种子

#导入hongjiu数据

from sklearn.datasets import load_wine

#导入交叉验证数据

from sklearn.model_selection import cross_val_score,ShuffleSplit # ShuffleSplit随机拆分工具

#导入用于分类的支持向量机模型

from sklearn.svm import SVC

#载入红酒数据

wine = load_wine()

#设置SVC的核函数为 linear

svc = SVC(kernel='linear')

#二、使用随机拆分交叉验证法对SVC进行评分

#设置拆分的份数为10个

shuffle_split = ShuffleSplit(test_size=.2, train_size=.7, n_splits=10)

#对拆分好的数据进行交叉验证

scores = cross_val_score(svc,wine.data, wine.target,cv=shuffle_split)

print('\n======================使用shuffle_split 交叉验证')

print("shuffle_split cross validation scores:{}".format(scores))

print("Mean score of shuffle_split cross validation:{:.3f}".format(scores.mean()))

执行结果如下所示：

======================使用shuffle_split 交叉验证

shuffle_split cross validation scores:[ 0.91666667 1. 0.97222222 0.97222222 0.86111111 0.94444444

0.88888889 0.94444444 0.94444444 0.91666667]

Mean score of shuffle_split cross validation:0.936

ShuffleSplit 一共为SVC模型进行了10次评分。

三、留一法交叉验证

与k折交叉验证类似，只是它把每一个数据点都当成一个测试集，所以，数据集中有多少个样本，它就要迭代多少次，如果数据集的数据量较大的话，是比较耗时的；但是。如果数据量很小的话，它的评分准确度是最高的。

#导入hongjiu数据

from sklearn.datasets import load_wine

#导入交叉验证数据

from sklearn.model_selection import cross_val_score,LeaveOneOut

#导入用于分类的支持向量机模型

from sklearn.svm import SVC

#载入红酒数据

wine = load_wine()

#设置SVC的核函数为 linear

svc = SVC(kernel='linear')

#三、使用LeaveOneOut交叉验证法对SVC进行评分

cv = LeaveOneOut()

#对拆分好的数据进行交叉验证

scores = cross_val_score(svc,wine.data, wine.target,cv=shuffle_split)

print('\n======================使用LeaveOneOut 交叉验证')

print("迭代次数:{}".format(len(scores)))

print("Mean score of LeaveOneOut cross validation:{:.3f}".format(scores.mean()))

执行结果如下所示：

======================使用LeaveOneOut 交叉验证

迭代次数:178

Mean score of LeaveOneOut cross validation:0.955