【机器学习】--贝叶斯网络

一、前述

当多个特征属性之间存在着某种相关关系的时候,使用朴素贝叶斯算法就没法解决这类问题,那么贝叶斯网络就是解决这类应用场景的一个非常好的算法。一般而言,贝叶斯网络的有向无环图中的节点表示随机变量,可以是可观察到 的变量,或隐变量,未知参数等等。连接两个节点之间的箭头代表两个随机变量之间的因果关系(也就是这两个随机变量之间非条件独立),如果两个节点间以一个单箭头连接在一起,表示其中一个节点是"因",另外一个是"果",从而两节点之间就会产生一个条件概率值。注意:每个节点在给定其直接前驱的时候,条件独立于其后继。

二、具体

1、最简单的一个例子

2、最复杂的一个例子,全连接贝叶斯网络

3、一般的贝叶斯网络

 

 

X1,X2,X3独立,X6和X7在给定条件下独立,X1,X2,X3,...X7的联合分布为

 

 

 

 

### 朴素贝叶斯分类器在机器学习中的应用及其实现 #### 原理概述 朴素贝叶斯分类器基于贝叶斯定理构建,假设特征之间相互独立。这一假设使得计算条件概率变得更为简便,从而提高了模型训练效率[^1]。 #### 实现过程 以下是使用 `scikit-learn` 库实现朴素贝叶斯分类器的一个具体例子: ```python from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.naive_bayes import GaussianNB from sklearn.metrics import accuracy_score # 加载数据集 data = load_iris() X, y = data.data, data.target # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) # 初始化高斯朴素贝叶斯模型 model = GaussianNB() # 训练模型 model.fit(X_train, y_train) # 预测测试集标签 y_pred = model.predict(X_test) # 输出准确率 accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print(f"模型准确率为: {accuracy:.2f}") ``` 上述代码展示了如何加载鸢尾花数据集、划分训练集与测试集、初始化高斯朴素贝叶斯模型以及评估其性能。 #### 特点分析 相比于其他复杂的分类算法,朴素贝叶斯具有以下几个显著特点: - **高效性**:由于假设特征间独立,减少了参数估计的数量,适合处理大规模数据集。 - **易用性**:无需调整过多超参数即可获得较好的效果,在某些场景下甚至优于更复杂的模型[^2]。 #### 应用领域 除了常见的文本分类任务外,朴素贝叶斯还被广泛应用在医疗诊断、信用评分等多个领域中。例如通过患者的症状描述预测可能患有的疾病类型;或者利用客户的财务状况判断是否存在违约风险等问题都可以采用该方法解决[^3]。
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