快速了解——逻辑回归及模型评估方法

一、逻辑回归

应用场景：解决二分类问题

1、sigmoid函数

        1. 公式：

        2. 作用：把 (-∞，+∞) 映射到 (0， 1)

        3. 数学性质：单调递增函数，拐点在x=0，y=0.5的位置

        4. 导函数公式：f ′(x) = f(x) (1 – f(x))

2、相关概念

        概率：事件发生的可能性

        联合概率：两个或多个随机变量同时发生的概率

        条件概率：表示事件A在另外一个事件B已经发生条件下的发生概率，P( A | B )

        极大似然估计：根据 观测到的结果 来估计模型算法中的未知参数，即通过极大化概率事                                         件，来估计最优参数

        对数函数：如果a^b = N (a > 0，b != 1)，那么 b 叫做以 a 为底 N 的对数。

                         性质：（a，M，N > 0）

3、概念

        一种分类模型，把线性回归的输出，作为逻辑回归的输入，输出是（0, 1）之间的值

4、假设函数

5、损失函数：对数似然损失

   工作原理：真实类别对应的位置，概率值越大越好

6、API

sklearn.linear_model.LogisticRegression ( solver = ' liblinear '，penalty = ' l2 '，C = 1.0 )

solver：损失函数优化方法（ liblinear 对小数据集场景训练速度更快，sag 和 saga 对大数据集更                 快一些。）
penalty：正则化的种类，L1 或者 L2
C：正则化力度

tips：默认将类别数量少的当做正例，sag、saga 支持 L2 正则化或者没有正则化，liblinear 和           saga 支持 L1 正则化

二、模型评估

1、混淆矩阵

真正例 TP：True Positive，伪反例 FN：False Negative

伪正例 FP：False Positive，真反例 TN：True Negative

TP + FN + FP + TN = 总样本数量

1. 导包：from sklearn.metrics import confusion_matrix

2. 使用：result = confusion_matrix ( y_true，y_pred1，labels = labels)

from sklearn.metrics import confusion_matrix

result = confusion_matrix ( y_true，y_pred1，labels = labels)

2、精确率 ( Precision )

        概述：查准率，对正例样本的预测准确率

        计算方法：

        1. 导包：from sklearn.metrics import precision_score

        2. 使用：result = precision_score(y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

from sklearn.metrics import precision_score

result = precision_score(y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

3、召回率 ( Recall )

        概述：查全率，指的是预测为真正例样本占所有真实正例样本的比重

        计算方法：

        1. 导包：from sklearn.metrics import recall_score

        2. 使用：result = recall_score(y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

from sklearn.metrics import recall_score

result = recall_score(y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

4、F1- score

        概述：对模型的精度 (Precision)、召回率 (Recall) 都有要求，评估综合预测能力 ( 精确率和                       召回率 的调和平均数 )

        计算方法：

        1. 导包：from sklearn.metrics import f1_score

        2. 使用：result = f1_score ( y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

from sklearn.metrics import f1_score

result = f1_score ( y_true，y_pred1，pos_label = ' 恶性 ' )

5、ROC 曲线

        真正率（TPR）：正样本中被预测为正样本的概率（True Positive Rate）

        假正率（FPR）：负样本中被预测为正样本的概率（False Positive Rate），FP / FP + TN

        概述：（Receiver Operating Characteristic curve）是一种常用于 评估 分类模型 性能 的可视化工具。ROC曲线以模型的 真正率TPR 为纵轴，假正率FPR 为横轴，它将模型在 不同阈值下的表现以曲线的形式展现出来。

6、AUC 曲线下面积

        概述：ROC曲线的优劣可以通过曲线下的面积(AUC)来衡量，AUC越大表示分类器 性能越好

        当AUC <= 0.5 时，表示分类器的性能等同于随机猜测

        当AUC = 1时，表示分类器的性能完美，能够完全正确地将正负例分类。

点(0, 0) ：所有的负样本都预测正确，所有的正样本都预测错误，相当于点的 (FPR值0, TPR值0）

点(1, 0) ：所有的负样本都预测错误，所有的正样本都预测错误。相当于点的 (FPR值1, TPR值0)                    即最不好的效果

点(1, 1)：所有的负样本都预测错误，所有的正样本都预测正确。相当于点的 (FPR值1，TPR值1)

点(0, 1)：所有的负样本都预测正确，所有的正样本都预测正确。相当于点的 (FPR值0，TPR值1)                  即最好的效果

        API

        1.导包：from sklearn.metrics import roc_auc_score

        2. 使用：sklearn.metrics.roc_auc_score ( y_true，y_score )

                       y_true：每个样本的真实类别，必须为0 ( 反例 )，1 ( 正例 )标记

                       y_score：预测得分，可以是正例的估计概率、置信值或者分类器方法的返回值

from sklearn.metrics import roc_auc_score

sklearn.metrics.roc_auc_score ( y_true，y_score )

7、EDA（探索性数据分析）

        概述：围绕目标值进行分析，找到和目标值相关性比较强的特征

8、分类评估报告

     sklearn.metrics.classification_report ( y_true，y_pred，labels = [ ]，target_names = None ) 

     y_true：真实目标值
     ​y_pred：估计器预测目标值
     ​labels：指定类别对应的数字
     ​target_names：目标类别名称
​     return：每个类别精确率与召回率

sklearn.metrics.classification_report ( y_true，y_pred，labels = [ ]，target_names = None ) 

     样本不均衡问题处理思路：希望 0、1 标签样本占比 1：1，方案：class_weight = ' balanced '

特征编码：处理类别型数据，做 one - hot 编码：churn_pd = pd.get_dummies ( churn_pd )

churn_pd = pd.get_dummies ( churn_pd )

模型保存：1. 导包：import joblib

                  2. 保存： joblib.dump ( estimator，' . / 文件名.pth ' )

import joblib

joblib.dump ( estimator，' . / 文件名.pth ' )