随机森林——回归预测股票数据的Python实例

本文详细介绍如何使用Python实现随机森林回归算法,包括构建随机森林和预测过程。文章提供了完整的代码示例,涵盖参数设定、数据读取、数据集划分、特征选择、树构建及预测等关键步骤。

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在做项目时要用随机森林,查资料发现大多数都是用随机森林做分类,很少见到有回归的。虽然分类随机森林和回归随机森林代码实现相差不大,但是对于新手小白来说,如果有比较完整的代码直接学习可以节省很多时间,这是我写这篇文章的原因。

随机森林我就不介绍了,其他地方介绍一搜一大堆。

这篇文章关注的是如何用python实现回归随机森林。分为随机森林构建随机森林预测两部分

 

 

 

 

随机森林构建——

  • 随机森林主要的参数有树的棵树、特征的个数和树的最大深度,在mydata定义参数
  • #自定义参数
    def mydata():
        trees=10 #CART回归树的个数
        n_features=6 #特征个数
        max_depth=20 #树的最大深度
        return trees,n_features,max_depth
    

     

  • 读入数据,我用的股票数据是csv格式,将文件名和路径名分开写,方便有需要时将整个文件夹的文件逐个读出
#读入数据 这样路径和文件名分开写,方便以后将整个文件夹的数据导入进来。
def loadCsvDataSet(fileName='E:\\Anaconda3\\mydata\\data'):
    csv_path=os.path.join(fileName,"AMCX.csv")
    df=pd.read_csv(csv_path)
    #print(df.values)
    return df.values

 

 

  • 把数据集划分为训练数据和测试数据。我这里以2018年10月1日为分界线,10月1日以前为训练数据,以后为测试数据。
    
    #把dataset划分成训练数据和测试数据
    def split_train_test_data(dataSet):
        #第五列是adj close
        #即DataSet中取出feature列的值大于value的行,赋值给mat0,
        X_train=dataSet[np.nonzero(dataSet[:,0]<'2018-10-01')[0],:]
        X_test=dataSet[np.nonzero(dataSet[:,0]>'2018-10-01')[0],:]
        y_train=X_train[:,5]
        y_test=X_test[:,5]
        return X_train,X_test,y_train,y_test
                

     

     

  • 分裂数据集。把数据集分成两份
#把dataset划分成训练数据和测试数据
def split_tra
### Python 中使用随机森林进行回归模型的数据处理 在Python中,利用`scikit-learn`库可以方便地实现基于随机森林的回归分析。为了确保数据集适合用于训练随机森林回归模型,在创建模型之前通常会执行一系列预处理操作。 #### 数据准备阶段 对于输入数据而言,首先要加载必要的库并读取数据源: ```python import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score ``` 接着对原始数据做初步探索性分析(EDA),识别缺失值、异常点等问题,并采取适当措施解决这些问题。之后将特征变量与目标变量分离出来,形成X和y两个数组对象以便后续操作。 考虑到不同量级之间的差异可能影响最终效果,建议采用标准化或其他方式缩放数值型字段,使各维度处于相似范围内: ```python # 假设df是一个已经清洗过的DataFrame features = df.drop('target', axis=1).values labels = df['target'].values # 创建随机子样本有放回抽样[^1] def create_random_subsample(data, sample_size): indices = np.random.choice(len(data), size=int(sample_size * len(data)), replace=True) return data[indices] subsample_features = create_random_subsample(features, 0.8) # 对特征向量应用标准比例尺变换 scaler = StandardScaler() scaled_features = scaler.fit_transform(subsample_features) ``` #### 构建与评估模型 完成上述准备工作后就可以着手建立随机森林回归器实例了。这里指定参数`n_estimators`=100来指示要生成多少棵树;同时通过设定`random_state`=42使得每次运行程序得到的结果保持一致[^2]。 ```python # 划分测试集合验证集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(scaled_features, labels, test_size=0.2, random_state=42) # 初始化随机森林回归模型 rf_regressor = RandomForestRegressor(n_estimators=100, random_state=42) # 训练模型 rf_regressor.fit(X_train, y_train) # 进行预测 predictions = rf_regressor.predict(X_test) # 输出性能指标 mse = mean_squared_error(y_test, predictions) r2 = r2_score(y_test, predictions) print(f'Mean Squared Error: {mse}') print(f'R-squared Score: {r2}') ``` 此过程展示了如何从零开始构建一个完整的机器学习工作流——从导入所需模块到定义辅助函数再到实际调用API接口完成任务。值得注意的是,具体应用场景下还需考虑更多细节因素,比如超参数调整策略的选择等。
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