Python,sklearn使用分箱处理非线性问题

本文探讨了通过分箱处理非线性问题的方法,利用Python的sklearn库实现线性回归与决策树模型,对比分箱前后模型的拟合效果,并通过交叉验证选取最优箱数。

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使用分箱处理非线性问题。

1、导入所需要的库

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor

2、创建需要拟合的数据集

rnd = np.random.RandomState(42) #设置随机数种子
X = rnd.uniform(-3, 3, size=100) #random.uniform,从输入的任意两个整数中取出size个随机数
#生成y的思路:先使用NumPy中的函数生成一个sin函数图像,然后再人为添加噪音
y = np.sin(X) + rnd.normal(size=len(X)) / 3 #random.normal,生成size个服从正态分布的随机数
#使用散点图观察建立的数据集是什么样子
plt.scatter(X, y,marker='o',c='k',s=20)
plt.show()
#为后续建模做准备:sklearn只接受二维以上数组作为特征矩阵的输入
X.shape
X = X.reshape(-1, 1)

3、使用原始数据进行建模

 

LinearR = LinearRegression().fit(X, y)
TreeR = DecisionTreeRegressor(random_state=0).fit(X, y) 
#放置画布
fig, ax1 = plt.subplots(1) 
#创建测试数据:一系列分布在横坐标上的点
line = np.linspace(-3, 3, 1000, endpoint=False).reshape(-1, 1)

#将测试数据带入predict接口,获得模型的拟合效果并进行绘制
ax1.plot(line, LinearR.predict(line), linewidth=2, color='green',
        label="linear regression")
ax1.plot(line, TreeR.predict(line), linewidth=2, color='red',
        label="decision tree") 
#将原数据上的拟合绘制在图像上

WOE(Weight of Evidence), 或称为信息增益比率,是用于离散特征编码的一种统计方法,在数据建模中特别适用于分类问题。在Python中,特别是在处理缺失值或进行数据预处理时,WOE被用来对连续变量进行分箱(Binning),将其转换为类别形式以便更好地融入到模型中。 WOE的主要目的是衡量一个特征对于预测目标的影响程度,特别是当这个特征具有非线性关系时。计算过程通常是这样的: 1. **计算基尼指数**(Gini Index):这是一个度量不平等程度的指标,用于衡量某个变量取不同值时,整个样本随机划分后的不确定性。 2. **计算WOE值**:WOE是针对每个特征值,使得基尼系数变化的最大负对数,表示该特征值改变后不确定性下降了多少。 3. **累计WOE**:将所有特征值按照从小到大排序,计算累计的WOE值,通常用作新特征的创建,例如将原始数值映射到一个连续的范围。 Python中没有直接内置的WOE分箱工具,但你可以使用第三方库如`sklearn-preprocessing`中的`WOEEncoder`或者自定义实现。以下是一个简单的例子展示了如何使用`WOEEncoder`: ```python from sklearn.preprocessing import WOEEncoder # 假设你有一个DataFrame df,其中包含要进行WOE编码的列'feature' encoder = WOEEncoder() encoded_df = encoder.fit_transform(df[['feature']]) # 新的DataFrame 'encoded_df'将会有一个新的列'encoded_feature',这是基于'feature'的WOE编码 ```
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