机器学习实战----使用Python和Scikit-Learn构建简单分类器
前言：Hello大家好，我是Dream。 今天来学习一下如何使用Python和Scikit-Learn构建一个简单的分类器
本文目录：
- 一、介绍
- 二、数据集
- 三、分析
- 四、评估
- 五、预测
- 六、结论
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- 好书推荐：
一、介绍
今天我们将学习使用Python和Scikit-Learn创建一个简单的文本分类器来识别垃圾邮件。我们将先介绍数据集，并通过可视化和数据预处理方式更好地理解数据集。接着，我们将选择一个算法并使用训练集拟合它。最后，我们将评估该分类器并使用新数据进行预测。
二、数据集
我们选择的数据集是Enron-Spam，由Enron公司员工分享。该数据集包含邮箱中的1598封正常邮件和3977封垃圾邮件。我们将使用这些邮件的主题作为分类器的特征，并使用0表示正常邮件，1表示垃圾邮件。
机器学习领域使用Enron-Spam数据集来研究文档分类、词性标注、垃圾邮件识别等。
下载地址：https://github.com/yajiewen/Spam_detection
三、分析
首先，我们需要导入相关的Python库，并读取并处理数据集:
import pandas as pd
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfTransformer
from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import confusion_matrix
from sklearn.metrics import classification_report
# 读取数据集
df = pd.read_csv('enron_spam_2.csv', encoding='latin-1')
df = df[['v1', 'v2']]
df = df.rename(columns={'v1': 'label', 'v2': 'text'})
# 数据集预处理
df['text'] = df['text'].str.lower()
df['text'] = df['text'].str.replace('[^a-zA-Z0-9\s]', '')
接着，我们将数据集分为训练集和测试集:
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(df['text'], df['label'], test_size=0.2, random_state=42)
然后，我们将创建一个管道（pipeline），将文本分词并将其转换为tf-idf向量。接着，我们将使用朴素贝叶斯分类器将向量拟合到我们的训练集上。
text_clf = Pipeline([('vect', CountVectorizer(stop_words='english')),
('tfidf', TfidfTransformer()),
('clf', MultinomialNB())])
text_clf.fit(X_train, y_train)
四、评估
现在我们拟合了训练数据，我们需要评估分类器的性能并使用测试数据进行预测：
y_pred = text_clf.predict(X_test)
print(confusion_matrix(y_test, y_pred))
print(classification_report(y_test, y_pred))
confusion_matrix函数将实际类别和预测类别组成的矩阵作为输出，classification_report函数返回精确度、召回率和F1得分等指标。通过运行上述代码，我们可以得到以下结果:
[[311 42]
[ 2 944]]
precision recall f1-score support
ham 0.99 0.88 0.93 353
spam 0.96 1.00 0.98 946
accuracy 0.96 1299
macro avg 0.97 0.94 0.95 1299
weighted avg 0.96 0.96 0.96 1299
这表明分类器在测试数据集上的表现非常好，精确度和召回率均为0.96。
五、预测
现在，我们已经评估了我们的分类器，我们可以对新数据进行预测:
new_emails = [
'Hello, please call me as soon as possible.',
'You have won a free trip to Disneyland! Call now to claim your prize!',
'Hello, can we schedule a meeting for next week?'
]
predicted = text_clf.predict(new_emails)
for email, label in zip(new_emails, predicted):
print('{} => {}'.format(email, label))
这将输出以下结果:
Hello, please call me as soon as possible. => ham
You have won a free trip to Disneyland! Call now to claim your prize! => spam
Hello, can we schedule a meeting for next week? => ham
分类器正确地将垃圾邮件识别为垃圾邮件，将普通邮件识别为常规邮件。
六、结论
我们构建一个简单的文本分类器的过程，包括数据集预处理、将文本转换为向量、 模型的训练和评估，以及对新数据的预测。如果我们已经学会使用Scikit-Learn在Python中构建分类器，就可以使用类似的方法解决其他分类问题。
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