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已放弃哈工大offer
《机器学习实战》是众所周知的机器学习的牛逼的教材
对此代码中的进行一些学习和改进
简介，不在赘述
kNN算法
#讲文本记录转化为numpy
def file2matrix(filename):
fr = open(filename)
numberOfLines = len(fr.readlines()) #get the number of lines in the file
returnMat = zeros((numberOfLines,3)) #prepare matrix to return
classLabelVector = [] #prepare labels return
fr = open(filename)
index = 0
for line in fr.readlines():
#去掉左右两边的空格，'\n'
line = line.strip()
#按照tab键进行分割
listFromLine = line.split('\t')
#将数据插入改列
returnMat[index,:] = listFromLine[0:3]
classLabelVector.append(int(listFromLine[-1]))
index += 1
return returnMat,classLabelVector此处:
fr = open(filename)文件的使用没有使用上下文管理器，存在文件关闭隐患，详见项目python-progressing，应改为：
with open(filename) as fr:书中是python2版本，多年之前比较流行，但是现在已经不在维护了，所以还是使用python3版本
def classify0(inX, dataSet, labels, k):
#dataset的长度
dataSetSize = dataSet.shape[0]
#tile()讲一个list,dict等转化为m*n的np向量
diffMat = tile(inX, (dataSetSize,1)) - dataSet
sqDiffMat = diffMat**2
#列相加
sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1)
distances = sqDistances**0.5
#从小到大排列，并提取索引值
sortedDistIndicies = distances.argsort()
#对label出现次数进行统计
classCount={}
for i in range(k):
voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[i]]
#如果没有则返回0
classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel,0) + 1
sortedClassCount = sorted(classCount.iteritems(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)
#返回出现频率最高的label值和频率
return sortedClassCount[0][0]此处：
sortedClassCount = sorted(classCount.iteritems(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)python3中字典已经没有.iteritems()函数，变为.items() ,因此会报错
改为：
sortedClassCount = sorted(classCount.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)此处书中没有。
测试集比率从0.1开始，如果测试集占比小于0.1，例如0.01，错误率会是0，但是此时测试集数据非常小，没有实际意义。因此从0.1开始
以0.02为梯度，到0.92.（同理，训练集比率过小也会导致没有意义等问题）。
代码：
代码修改为返回错误率
#对约会网站进行测试
def datingClassTest(hoRatio):
#0.1为测试集 0.9为训练集
#hoRatio = 0.10 #hold out 10%
datingDataMat,datingLabels = file2matrix('datingTestSet2.txt') #load data setfrom file
normMat, ranges, minVals = autoNorm(datingDataMat)
m = normMat.shape[0]
numTestVecs = int(m*hoRatio)
errorCount = 0.0
for i in range(numTestVecs):
classifierResult = classify0(normMat[i,:],normMat[numTestVecs:m,:],datingLabels[numTestVecs:m],3)
#print("the classifier came back with: %d, the real answer is: %d" % (classifierResult, datingLabels[i]))
if (classifierResult != datingLabels[i]): errorCount += 1.0
print("the total error rate is: %f" % (errorCount/float(numTestVecs)))
return (errorCount/float(numTestVecs))
#print(errorCount)进行循环开始计算不同占比的错误率
hoRatio = 0.1
i = 0
hoRatios = np.zeros((41,2))
while(hoRatio <= 0.92):
print('hoRatio is : ', hoRatio)
a = kNN.datingClassTest(hoRatio)
hoRatios[i] = np.tile([hoRatio, a],(1,1))
hoRatio += 0.02
i += 1
print(i)讲列表进行操作修改为numpy ndarray
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 100)
y1, y2 = hoRatios[:,0], hoRatios[:,1]
print(type(np.sin(x)))
plt.plot(y1, y2, label='error_rate')
plt.xlabel('hoRatio')
plt.ylabel('errorRate')
plt.legend()
plt.show()结果图：
由此图可见，错误率开始从0.1到0.3时呈现增长趋势，之后0.3到0.75之间是下降趋势，到0.75左右时错误率下降到最低，可见测试集比率到此时训练效果最好。之后错误率又将升高。
KNN算法简单有效，但没有优化的暴力法效率容易达到瓶颈。如样本个数为N，特征维度为D的时候，该算法时间复杂度呈O（DN)增长。
KNN 算法本身简单有效，它是一种 lazy-learning 算法，分类器不需要使用训练集进行训练，训练时间复杂度为0。KNN 分类的计算复杂度和训练集中的文档数目成正比，也就是说，如果训练集中文档总数为 n，那么 KNN 的分类时间复杂度为O(n)。
KNN算法执行效率并不高，运行速度非常慢。算法需要为每个测试向量做2000次距离计算(每一个测试集要对所有的训练集进行距离计算,十个数字,每个数字有大约200个字迹(txt文档),10200=2000),每个距离计算包括了1024个维度浮点计算(3232)，总计执行900次(测试集十个数字,每个数字有90个文档,10*90)。
随着k的取值不同，knn算法的效果是不同的。同理，在这里我们做一个类似的循环，找出最优参数k。代码如下：
计算k从1到20，将错误率加入xylabel
import numpy as np
k = 1
i = 0
xylabel = np.zeros((20,2))
while(k <= 20):
a = kNN.handwritingClassTest(k)
xylabel[i] = np.tile([k, a],(1,1))
print(xylabel[i])
i += 1
k += 1
print(k)同样转化为ndarray,使用matplotlib制图
import matplotlib.pyplot as plt
y1, y2 = xylabel[:,0], xylabel[:,1]
plt.plot(y1, y2, label='error_rate')
plt.xlabel('k')
plt.ylabel('errorRate')
plt.legend()
plt.show()
由图可见，k值越大，错误率相对越高。并可观察得出k值取3时，错误率达到最低水平。
k近邻算法是一种基于实例的算法，即学习过程只是简单的存储已知的训练数据，遇到新的查询实例时，从训练集中取出相似的实例，因此它是一种懒惰(lazy)学习方法。
可以为不同的待分类查询实例建立不同的目标函数进行逼近。
k近邻算法原理：
令D为训练数据集，当测试集d出现时，将d与D中所有的样本进行比较，计算他们之间的相似度（或者距离）。从D中选出前k个最相似的样本，则d的类别由k个最近邻的样
本中出现最多的类别决定。
k近邻算法关键部分是距离（相似度）函数，对于关系型数据，经常使用欧氏距离，对于文本数据，经常采用余弦相似度。k的选择是通过在训练集上交叉检验，
交叉验证一般分为三类：double-fold CV即经常所说的2折交叉；10-fold交叉和LOO（leave one out）CV即留一法交叉。
参考http://blog.163.com/leo666@126/blog/static/1194684712011113085410814/
2折：将原始数据集DataSet均分为两份：一份作为训练集，即trainingSet，一份作为测试集，即testingSet，然后用训练集去做训练，用测试集去验证；之后再
将训练集作为测试集，测试集作为训练集进行迭代一次，将两次所得的误差经行处理作为总体数据的预测误差。（注：这里强调一点，就是数据集一定要均分为两份，理由
是：作为训练集，数据量一定要不小于测试集，所以在迭代的过程中，使得数据不出现错误情况，必须均分。）
K-折：（在这里说下K-折）是在将数据集分成K个子集，K个子集中得一个作为测试集，而其余的K-1个数据集作为训练集，最后对K个数据子集的错误计算均值，K
次迭代验证是对监督学习算法的结果进行评估的方法，数据集的划分一般采用等均分或者随机划分。【来自邵峰晶等编著《数据挖掘原理与算法》**水利水电出版社】
LOO：这个方法是K折的一种特列，就是把数据分为N份，其实每一份都是一个样本，这样迭代N次，计算最后的误差来作为预测误差。
k近邻的问题：
k近邻简单直接，有效，健壮，在很多情况下可以和复杂的算法性能相同。但是k近邻有三个缺点：
（1）需要更精确的距离函数代替欧氏距离
（2）搜索一个最优的近邻大小代替k
（3）找出更精确的类别概率估计代替简单的投票方法。
针对上述三种问题，提出了三中改进思路：
1.改进距离函数
由于它基于假设测试实例在欧式空间中最相似于近邻的实例的类别。由于实例间距离计算基于实例的所有属性，然而我们搜索的是实例包括不相关属性，标准的欧氏距离将会变得不准确。当出现许多不相关属性时称为维数灾难，kNN对此特别敏感。
解决方法：（1）消除不相关属性即特征选择。Kohavietal提出了一种缠绕法(wrapper)除此外还有贪婪搜索和遗传搜索。
（2）属性加权。w是属性a的权重
当所有的属性不均衡时，属性加权距离函数定义为
Ip (Ai;C)是属性A和类别C的互信息
除此之外，还有一种基于频率的距离函数，称之为相异性度量。与卡方距离相似
值差分度量（VDM）是标称属性的距离函数
C是输出的类别数量，P是输入属性A时输出C的条件概率，VDM在度量连续属性时需要将连续属性映射为标称属性
2.改进近邻距离大小
KNN分类准确率对K值敏感，通过交叉验证方法确定最优的K值。一旦在训练时学习了最优的K值，可以在分类时对所有的测试集使用。DKNN即动态确定K值，所有的算法都需要确定K近邻，为此，在KDTree和NBTree中，实例存储在叶节点上，邻近实例存储在相同或者相近的叶节点上。树的内部节点通过测试选择属性的相关性对测试实例进行排序
3.改进类别概率估计
KNN的实例邻近的类别被认为相同。所以改进算法需要根据他们到测试实例的距离进行加权。
另外一种非常有效的方法是基于概率的局部分类模型，即结合NB算法，这种算法在数据较小的时候表现很好。有研究者发现保持紧邻k很小将减少对于NB强依赖的机会，然而NB的类别估计概率不可信。
以下是网上寻找加整理的一些资料书中没有
朴素贝叶斯分类器
朴素贝叶斯分类是一种十分简单的分类算法，叫它朴素贝叶斯分类是因为这种方法的**真的很朴素，朴素贝叶斯的**基础是这样的：对于给出的待分类项，求解在此项出现的条件下各个类别出现的概率，哪个最大，就认为此待分类项属于哪个类别。通俗来说，就好比这么个道理，你在街上看到一个黑人，我问你你猜这哥们哪里来的，你十有八九猜非洲。为什么呢？因为黑人中非洲人的比率最高，当然人家也可能是美洲人或亚洲人，但在没有其它可用信息下，我们会选择条件概率最大的类别，这就是朴素贝叶斯的**基础。
朴素贝叶斯分类的正式定义如下：
1、设为一个待分类项，而每个a为x的一个特征属性。
2、有类别集合。
3、计算。
4、如果，则
。
那么现在的关键就是如何计算第3步中的各个条件概率。我们可以这么做：
1、找到一个已知分类的待分类项集合，这个集合叫做训练样本集。
2、统计得到在各类别下各个特征属性的条件概率估计。即。
3、如果各个特征属性是条件独立的，则根据贝叶斯定理有如下推导：
因为分母对于所有类别为常数，因为我们只要将分子最大化皆可。又因为各特征属性是条件独立的，所以有：
根据上述分析，朴素贝叶斯分类的流程可以由下图表示（暂时不考虑验证）：
可以看到，整个朴素贝叶斯分类分为三个阶段：
第一阶段——准备工作阶段，这个阶段的任务是为朴素贝叶斯分类做必要的准备，主要工作是根据具体情况确定特征属性，并对每个特征属性进行适当划分，然后由人工对一部分待分类项进行分类，形成训练样本集合。这一阶段的输入是所有待分类数据，输出是特征属性和训练样本。这一阶段是整个朴素贝叶斯分类中唯一需要人工完成的阶段，其质量对整个过程将有重要影响，分类器的质量很大程度上由特征属性、特征属性划分及训练样本质量决定。
第二阶段——分类器训练阶段，这个阶段的任务就是生成分类器，主要工作是计算每个类别在训练样本中的出现频率及每个特征属性划分对每个类别的条件概率估计，并将结果记录。其输入是特征属性和训练样本，输出是分类器。这一阶段是机械性阶段，根据前面讨论的公式可以由程序自动计算完成。
第三阶段——应用阶段。这个阶段的任务是使用分类器对待分类项进行分类，其输入是分类器和待分类项，输出是待分类项与类别的映射关系。这一阶段也是机械性阶段，由程序完成。
对书中第四章有几处疑问：
def createVocabList(dataSet):
vocabSet = set([]) #create empty set
for document in dataSet:
vocabSet = vocabSet | set(document) #union of the two sets
return list(vocabSet)我认为此处代码是一句话中的每个单词对dataset对空集做并集操作，从此达到去重的效果。那何必不妨改成一下代码：
def createVocabList2(dataSet):
vocabSet = set(dataSet) #create empty set
return list(vocabSet)结果会出现如下错误
TypeError: unhashable type: 'list'
原因是dataset传入的参数并不是一句话，而是几句话，代码是对每句话取并集。
def trainNB0(trainMatrix,trainCategory):
numTrainDocs = len(trainMatrix)
numWords = len(trainMatrix[0])
pAbusive = sum(trainCategory)/float(numTrainDocs)
p0Num = zeros(numWords); p1Num = zeros(numWords) #change to ones()
p0Denom = 0.0; p1Denom = 0.0 #change to 2.0
for i in range(numTrainDocs):
if trainCategory[i] == 1:
p1Num += trainMatrix[i]
p1Denom += sum(trainMatrix[i])
else:
p0Num += trainMatrix[i]
p0Denom += sum(trainMatrix[i])
p1Vect = (p1Num/p1Denom) #change to log()
p0Vect = (p0Num/p0Denom) #change to log()
return p0Vect,p1Vect,pAbusive此处不理解为什么 p1Num/p1Denom 就是这个概率，并且为什么没有除以C？
1.数学上有 几率 和 概率 两种概念。以抛硬币为例，0.5为硬币正面向上的几率，而硬币向上的概率是实验次数中向上的次数除以总实验次数。例如48/100.
2.结合本实验训练集有六句话，总共的词汇表的向量应该有20-30的长度。每一个单词若出现则在他的索引处加一，最后除以该句话的单词数总量。其中如下代码就是这样的**
p1Num += trainMatrix[i]
p1Denom += sum(trainMatrix[i])计算结果：
[ 0.125 0. 0.04166667 0.04166667 0.04166667 0.
0.04166667 0.04166667 0.04166667 0.04166667 0.04166667 0.04166667
0.04166667 0.04166667 0.04166667 0. 0.04166667 0.04166667
0.04166667 0. 0.04166667 0. 0.04166667 0.08333333
0. 0. 0.04166667 0. 0.04166667 0. 0.
0. ]详情参照 -------> 上下文管理器详情
bayes.py的spamTest()函数中出现错误
for i in range(1,26):
wordList = textParse(open('email/spam/%d.txt' % i).read())
#append 是将 变量原本的方式加进去，比如说把list填入。extend是把元素填入，把list中的元素填入
docList.append(wordList)
fullText.extend(wordList)
classList.append(1)
wordList = textParse(open('email/ham/%d.txt' % i).read())
docList.append(wordList)
fullText.extend(wordList)
classList.append(0)出现
'gbk' codec can't decode byte 0xae in position 199: illegal multibyte sequence原因只源代码中直接使用open()打开文件，这样在工程中是非常不科学的，尤其当数据量大时会引发各种错误，应改为：
for i in range(1,26):
with open('email/spam/%s.txt' % i ,) as f:
wordList = textParse(f.read())
#append 是将 变量原本的方式加进去，比如说把list填入。extend是把元素填入，把list中的元素填入
docList.append(wordList)
fullText.extend(wordList)
classList.append(1)
#上下文管理器
with open('email/ham/%s.txt' % i ,) as f:
wordList = textParse(f.read())
docList.append(wordList)
fullText.extend(wordList)
classList.append(0)TypeError: 'range' object doesn't support item deletion trainingSet = range(50); testSet=[] #create test set
for i in range(10):
#随机产生一个>=0并且<50的整数
randIndex = int(random.uniform(0,len(trainingSet)))
#将它加入测试集
testSet.append(trainingSet[randIndex])
#并从训练集中删除
del(trainingSet[randIndex])
#存放向量和标签值
trainMat=[]; trainClasses = []python2中的range返回的是一个列表 python3中的range返回的是一个迭代值
因此将range(50)改为列表生成式
trainingSet = [i for i in range(50)]; testSet=[] #create test set
for i in range(10):
#随机产生一个>=0并且<50的整数
randIndex = int(random.uniform(0,len(trainingSet)))
#将它加入测试集
testSet.append(trainingSet[randIndex])
#并从训练集中删除
del(trainingSet[randIndex])
#存放向量和标签值
trainMat=[]; trainClasses = []import numpy as np
k = 1
i = 0
errors = []
xylabel = np.zeros((10,2))
while(k <= 10):
a = bayes.spamTest()
errors.append(a)
xylabel[i] = np.tile([k, a],(1,1))
print(xylabel[i])
i += 1
k += 1
print(k)print('average errorRate is :', sum(errors)/len(errors))
average errorRate is : 0.08import matplotlib.pyplot as plt
y1, y2 = xylabel[:,0], xylabel[:,1]
plt.plot(y1, y2, label='error_rate')
plt.xlabel('k')
plt.ylabel('errorRate')
plt.legend()
plt.show()如下图：
可见，在训练集测试集数据量不是十分大时，会出现0错误的情况，并且训练速率要比KNN快.
去北京了所以没咋更新