机器学习---朴素贝叶斯

一、贝叶斯定理

条件概率是指事件A在另外一个事件B已经发生条件下的发生概率,其基本求解公式为: P(A|B) = P(AB) / P(B)

贝叶斯公式:

其中:

        P(A)A的先验概率或边缘概率。之所以称为"先验"是因为它不考虑任何B方面的因素。

        P(B)B的先验概率或边缘概率。

        P(A|B)是已知B发生后A的条件概率,也由于得自B的取值而被称作A的后验概率。

        P(B|A)是已知A发生后B的条件概率,也由于得自A的取值而被称作B的后验概率。

        在实际应用中,P(A),P(B),P(A|B)都可以提前获得。

        贝叶斯公式实际提供了一种已知事件A确实发生了,估计它是由“原因”B所导致概率的方法 

二、简介

        假设使用贝叶斯算法对文本进行分类,首先需要建立一个含有所有词汇的词汇表。假定词汇表中有1000个单词,要得到好的概率分布,就需要足够的数据样本,假定样本数为N。那么对于包含1000个特征的词汇表,将需要N1000个样本。可见,所需要的样本数会随着特征数目增大而迅速增长

        如果特征之间相互独立,那么样本数就可以从N1000减少到1000×N。所谓独立,指的是统计意义上的独立,即一个特征或单词出现的可能性与它和其他单词相邻没有关系。

        例如,假设单词bacon出现在unhealthy后面与出现在delicious后面的概率相同。

        这个假设就是朴素贝叶斯算法中,朴素一词的含义。

三、基本原理

常见三种实现模型

多项式模型;

高斯模型;

伯努利模型

### 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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