R语言中的机器学习

转载自 R中文论坛(http://rbbs.biosino.org/Rbbs/posts/list/192.page)

Machine Learning & Statistical Learning （机器学习 & 统计学习）

网址：http://cran.r-project.org/web/views/MachineLearning.html维护人员：Torsten Hothorn

版本：2008-02-18 18:19:21

翻译：R-fox, 2008-03-18

机器学习是计算机科学和统计学的边缘交叉领域，R关于机器学习的包主要包括以下几个方面：

1）神经网络（Neural Networks）：

nnet包执行单隐层前馈神经网络，nnet是VR包的一部分（http://cran.r-project.org/web/packages/VR/index.html）。

2）递归拆分（Recursive Partitioning）：

递归拆分利用树形结构模型，来做回归、分类和生存分析，主要在rpart包（http://cran.r-project.org/web/packages/rpart/index.html）和tree包（http://cran.r-project.org/web/packages/tree/index.html）里执行，尤其推荐rpart包。Weka里也有这样的递归拆分法，如：J4.8, C4.5, M5，包Rweka提供了R与Weka的函数的接口（http://cran.r-project.org/web/packages/RWeka/index.html）。

party包提供两类递归拆分算法，能做到无偏的变量选择和停止标准：函数ctree()用非参条件推断法检测自变量和因变量的关系；而函数mob()能用来建立参数模型（http://cran.r-project.org/web/packages/party/index.html）。另外，party包里也提供二分支树和节点分布的可视化展示。

mvpart包是rpart的改进包，处理多元因变量的问题（http://cran.r-project.org/web/packages/mvpart/index.html）。rpart.permutation包用置换法（permutation）评估树的有效性（http://cran.r-project.org/web/packages/rpart.permutation/index.html）。knnTree包建立一个分类树，每个叶子节点是一个knn分类器（http://cran.r-project.org/web/packages/knnTree/index.html）。LogicReg包做逻辑回归分析，针对大多数自变量是二元变量的情况（http://cran.r-project.org/web/packages/LogicReg/index.html）。maptree包（http://cran.r-project.org/web/packages/maptree/index.html）和pinktoe包（http://cran.r-project.org/web/packages/pinktoe/index.html）提供树结构的可视化函数。

3）随机森林（Random Forests）：

randomForest 包提供了用随机森林做回归和分类的函数（http://cran.r-project.org/web/packages/randomForest/index.html）。ipred包用bagging的思想做回归，分类和生存分析，组合多个模型（http://cran.r-project.org/web/packages/ipred/index.html）。party包也提供了基于条件推断树的随机森林法（http://cran.r-project.org/web/packages/party/index.html）。varSelRF包用随机森林法做变量选择（http://cran.r-project.org/web/packages/varSelRF/index.html）。

4）Regularized and Shrinkage Methods：
lasso2包（http://cran.r-project.org/web/packages/lasso2/index.html）和lars包（http://cran.r-project.org/web/packages/lars/index.html）可以执行参数受到某些限制的回归模型。elasticnet包可计算所有的收缩参数（http://cran.r-project.org/web/packages/elasticnet/index.html）。glmpath包可以得到广义线性模型和COX模型的L1 regularization path（http://cran.r-project.org/web/packages/glmpath/index.html）。penalized包执行lasso (L1) 和ridge (L2)惩罚回归模型（penalized regression models）（http://cran.r-project.org/web/packages/penalized/index.html）。pamr包执行缩小重心分类法(shrunken centroids classifier)（http://cran.r-project.org/web/packages/pamr/index.html）。earth包可做多元自适应样条回归（multivariate adaptive regression splines）（http://cran.r-project.org/web/packages/earth/index.html）。

5）Boosting :

gbm包（http://cran.r-project.org/web/packages/gbm/index.html）和boost包（http://cran.r-project.org/web/packages/boost/index.html）执行多种多样的梯度boosting算法，gbm包做基于树的梯度下降boosting，boost包包括LogitBoost和L2Boost。GAMMoost包提供基于boosting的广义相加模型(generalized additive models)的程序（http://cran.r-project.org/web/packages/GAMMoost/index.html）。mboost包做基于模型的boosting（http://cran.r-project.org/web/packages/mboost/index.html）。

6）支持向量机（Support Vector Machines）：

e1071包的svm()函数提供R和LIBSVM的接口 （http://cran.r-project.org/web/packages/e1071/index.html）。kernlab包为基于核函数的学习方法提供了一个灵活的框架，包括SVM、RVM……(http://cran.r-project.org/web/packages/kernlab/index.html) 。klaR 包提供了R和SVMlight的接口（http://cran.r-project.org/web/packages/klaR/index.html）。

7）贝叶斯方法（Bayesian Methods）：

BayesTree包执行Bayesian Additive Regression Trees (BART)算法（http://cran.r-project.org/web/packages/BayesTree/index.html，http://www-stat.wharton.upenn.edu/~edgeorge/Research_papers/BART%206–06.pdf）。tgp包做Bayesian半参数非线性回归（Bayesian nonstationary, semiparametric nonlinear regression）（http://cran.r-project.org/web/packages/tgp/index.html）。

8）基于遗传算法的最优化（Optimization using Genetic Algorithms）：
gafit包（http://cran.r-project.org/web/packages/gafit/index.html）和rgenoud包（http://cran.r-project.org/web/packages/rgenoud/index.html）提供基于遗传算法的最优化程序。

9）关联规则（Association Rules）：
arules包提供了有效处理稀疏二元数据的数据结构，而且提供函数执Apriori和Eclat算法挖掘频繁项集、最大频繁项集、闭频繁项集和关联规则（http://cran.r-project.org/web/packages/arules/index.html）。

10）模型选择和确认（Model selection and validation）：
e1071包的tune()函数在指定的范围内选取合适的参数（http://cran.r-project.org/web/packages/e1071/index.html）。ipred包的errorest()函数用重抽样的方法（交叉验证，bootstrap）估计分类错误率（http://cran.r-project.org/web/packages/ipred/index.html）。svmpath包里的函数可用来选取支持向量机的cost参数C（http://cran.r-project.org/web/packages/svmpath/index.html）。ROCR包提供了可视化分类器执行效果的函数，如画ROC曲线（http://cran.r-project.org/web/packages/ROCR/index.html）。caret包供了各种建立预测模型的函数，包括参数选择和重要性量度（http://cran.r-project.org/web/packages/caret/index.html）。caretLSF包（http://cran.r-project.org/web/packages/caretLSF/index.html）和caretNWS（http://cran.r-project.org/web/packages/caretNWS/index.html）包提供了与caret包类似的功能。

11）统计学习基础（Elements of Statistical Learning）：
书《The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction 》（http://www-stat.stanford.edu/~tibs/ElemStatLearn/）里的数据集、函数、例子都被打包放在ElemStatLearn包里（http://cran.r-project.org/web/packages/ElemStatLearn/index.html）。