Day 2_Simple Linear Regression

本文深入探讨了简单线性回归的基本原理,介绍了如何使用最小二乘法和梯度下降法进行模型拟合,同时提供了Python代码示例,展示如何处理学生分数数据集,包括数据预处理、模型训练、结果预测及可视化。

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简单线性回归是我们接触最早,最常见的统计学分析模型之一。

假定自变量 x与因变量 y 线性相关,我们可以根据一系列已知的 (x,y) 数据,通过某种方法,拟合出一条直线

                                  y=b0+b1x

​ 并利用这条直线预测 y yy 的值 。这种方法就叫作简单线性回归

那么我们该如何去拟合出这条直线,才能使预测的结果最准确呢?

常用的方法是最小二乘法。

最小二乘法

最小二乘的思想就是要使得观测点和估计点的距离的平方和达到最小.这里的“二乘”指的是用平方来度量观测点与估计点的远近(在古汉语中“平方”称为“二乘”),“最小”指的是参数的估计值要保证各个观测点与估计点的距离的平方和达到最小。从这个上也可以看出,最小二乘也可用于拟合数据模型。

就是使得已知的 yi与通过模型预测得到的yp之差的平方和最小

梯度下降法 *
对于简单线性回归,我们可以使用解析的方法求出参数,但对于广义的、多元的线性回归以及非线性的问题,使用解析法是低效的甚至是无效的。

考虑到计算机能够进行大量重复计算,实际上我们通常使用迭代的方法来求得参数。所谓迭代,即按照一定的步长逐个取参数值,并按某种原则(如最小二乘)评估用这些值进行拟合的合理性,最终选取最合适的参数值。

梯度下降法是一种常见的迭代方法,解决了当有多个自变量(特征)时往什么方向(选取什么方向的特征向量)迭代能够使函数值最终收敛到最小值的问题。

实际上,在输入特征较多的情况下,使用迭代法所需的计算量将远远小于解析法。
 

线性回归处理学生数据集

处理的数据为学生数据studentscores.csv

Hours,Scores
2.5,21
5.1,47
3.2,27
8.5,75
3.5,30
1.5,20
9.2,88
5.5,60
8.3,81
2.7,25
7.7,85
5.9,62
4.5,41
3.3,42
1.1,17
8.9,95
2.5,30
1.9,24
6.1,67
7.4,69
2.7,30
4.8,54
3.8,35
6.9,76
7.8,86

#Step 1: Data Preprocessing
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

dataset=pd.read_csv('studentscores.csv')
X=dataset.iloc[:,:1].values
Y=dataset.iloc[:,1].values

from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split( X, Y, test_size = 1/4, random_state = 0) 

#Step 2: Fitting Simple Linear Regression Model to the training set
from sklearn.linear_model import LinearRegression
regressor=LinearRegression()
regressor=regressor.fit(X_train,Y_train)

#Step 3: Predecting the Result
Y_pred=regressor.predict(X_test)

#Step 4: Visualization
plt.scatter(X_train,Y_train,color='red')
plt.plot(X_train,regressor.predict(X_train),color ='blue')
plt.show()

plt.scatter(X_test , Y_test, color = 'red')
plt.plot(X_test , regressor.predict(X_test), color ='blue')

plt.show()
 

<think>好的,我现在需要帮助用户解决在Python中导入LinearRegression时出现的错误。首先,用户提到他们使用了`from linear_regression import LinearRegression`,但出现了错误。我需要先确定这个错误的具体原因,可能的情况有很多种,我需要逐一分析。 首先,用户可能没有正确安装所需的库。标准的LinearRegression通常来自scikit-learn库,也就是sklearn。正确的导入语句应该是`from sklearn.linear_model import LinearRegression`。如果用户错误地写成了linear_regression,这可能是因为拼写错误或者误解了模块结构。这时候,用户会遇到ModuleNotFoundError,提示没有名为linear_regression的模块。所以第一步应该检查导入语句是否正确,并提醒用户修正为正确的路径。 接下来,如果用户确实自己创建了一个名为linear_regression.py的文件,并且其中定义了LinearRegression类,那么问题可能出在文件的位置或者代码本身。这时候需要检查文件是否在项目的根目录下,或者是否在Python的搜索路径中。此外,如果文件名与标准库或第三方库冲突,比如sklearn的模块同名,也可能导致导入错误。建议用户重命名文件以避免冲突。 另外,用户可能没有安装scikit-learn库。如果用户尝试使用自己的实现,但代码中存在错误,比如类名拼写错误或者缺少必要的依赖,也会导致导入失败。这时候需要确认是否安装了scikit-learn,如果没有,应该提示用户使用pip或conda进行安装。 此外,还要考虑Python环境的问题。用户是否在正确的虚拟环境中运行代码?有时候,尤其是在使用虚拟环境时,如果没有激活环境或者环境未正确配置,可能会导致模块无法找到。提醒用户检查环境,并确保所有依赖项已安装。 还有一种情况是,用户可能混淆了不同的LinearRegression实现。例如,有些教程可能自定义了一个LinearRegression类,而用户尝试导入但没有正确复制代码。这时候需要用户检查自己的linear_regression.py文件,确认类名是否正确,是否存在语法错误,或者是否缺少必要的导入依赖,比如numpy。 最后,需要综合这些可能性,给出逐步的解决方案,引导用户逐一排查问题。从最常见的错误开始,比如导入语句错误库未安装,然后到文件位置命名冲突,最后检查自定义代码的正确性。同时,提供示例代码安装命令,帮助用户快速解决问题。</think>在Python中导入`LinearRegression`出现错误通常由以下原因导致,请按步骤排查: --- ### **1. 检查导入语句是否正确** - **错误示例**:`from linear_regression import LinearRegression` - **正确写法**: ```python from sklearn.linear_model import LinearRegression # 标准库的导入方式[^1] ``` **错误原因**:`linear_regression`不是Python标准库或scikit-learn的模块名,正确模块是`sklearn.linear_model`。 --- ### **2. 检查是否安装了scikit-learn** - **未安装表现**:报错`ModuleNotFoundError: No module named 'sklearn'` - **解决方案**: ```bash pip install scikit-learn # 或使用 conda install scikit-learn ``` --- ### **3. 自定义模块命名冲突** - **场景**:如果你自定义了一个`linear_regression.py`文件并尝试导入其中的`LinearRegression`类: ```python # 你的文件结构 project/ ├── linear_regression.py # 自定义文件 └── main.py ``` **问题原因**: - 文件未放在正确路径,或文件名与第三方库冲突(如同时存在`sklearn`自定义文件)。 - 自定义文件中可能存在语法错误或类名拼写错误。 - **解决方案**: 1. 重命名自定义文件(如`custom_linear_regression.py`),避免与库名冲突。 2. 检查自定义文件中类的定义是否正确: ```python # custom_linear_regression.py class LinearRegression: def __init__(self): # 实现代码 ``` --- ### **4. 环境或路径问题** - **表现**:文件存在但报错`ImportError` - **解决方案**: 1. 确保文件在项目根目录或Python搜索路径中。 2. 在代码中添加路径: ```python import sys sys.path.append("/path/to/your/module") from linear_regression import LinearRegression ``` --- ### **总结步骤** 1. 优先使用标准库导入:`from sklearn.linear_model import LinearRegression`。 2. 确保已安装scikit-learn。 3. 检查自定义模块的命名、路径代码逻辑。 4. 避免文件名与第三方库重复。 ---
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