通过matplotlib分析LR

Lr的学习除了理论学习外,还有一些具象化的dd会理解比较深入。本文实现了3D的效果图,回想起来还是http://scikit-learn.org/stable/auto_examples/linear_model/plot_logistic.html#sphx-glr-auto-examples-linear-model-plot-logistic-py 的解释会更容易理解一些


当前内容没有完全说清楚,后续会找时间补齐


以下代码可以分析以下问题:

1.对于一维特征,其参数对logit的影响:

      参见  draw_logit() 函数,参数为0时,lr模型就是一条水平线。随着参数值越来越大,logit曲线越来越陡峭。对正反例集合的区分度也就越高


2.为什么要求特征分布单调(伴随值越大,label=单一值的占比越高),因为lr曲线本身只能切一刀(与y=1,y=0两条曲线只有2个焦点,而正态分布需要4个点),对正态分布是无法提供良好支持的,反而效果会变弱


3.为什么woe的方式会让效果变好:因为对特征的分布进行了调整,让特征分布变为递增


4.为什么分桶会效果会变好:这个跟是不是lr没关系。。。。


以下是后续计划分析的:

5.梯度下降与牛顿方法,迭代过程中,会怎么影响logit曲线的形态:后续补充

6.sklearn的调参会怎样影响LR模型:后续分析

7.如何确定特征有效,或可以进一步深挖

8.woe与oneHot方法对于LR哪一个更好

9.如何评价最佳分桶?



#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math
import random
def get_x2_by_x1(x1,type):
    x2=0
    if type=='=':
        x2=x1
    if type=='sqrt':
        x2=x1*x1
    if type=='circle':
        r=random.random()
        if r<0.5:
            x2=math.sqrt(1-x1*x1)-random.random()
        else:
            x2 = -(math.sqrt(1 - x1 * x1)-random.random())

    return x2

def get_cirle(offset_x=0,offset_y=0,_step=500):
    x = np.arange(-1, +1, 1.0 / _step);
    x2 = [get_x2_by_x1(k, 'circle')+offset_y for k in x]
    x1=[k+offset_x for k in x]
    return x1,x2


def draw_defalut_circle(_each_sample_num):
    import numpy as np
    each_sample_num=_each_sample_num
    fig, ax = plt.subplots()
    tx1=[]
    tx2=[]
    x1, x2 = get_cirle(0, 3,each_sample_num)
    tx1+=x1
    tx2 += x2
    ax.scatter(x1, x2)

    x1, x2 = get_cirle(2, 1,each_sample_num)
    tx1 += x1
    tx2 += x2
    ax.scatter(x1, x2,c='r', marker='x')  #, s=10)

    #print np.array([tx1, tx2]).reshape(2, each_sample_num)
    f=np.c_[tx1,tx2]
    label=[0]*each_sample_num*2+[1]*each_sample_num*2

    "draw logit regress result"
    from sklearn import datasets
    from sklearn.model_selection import cross_val_predict
    from sklearn import linear_model
    lr = linear_model.LinearRegression()
    print f.shape,len(label)
    lr.fit(f, label)
    print('Coefficients: \n', lr.coef_)
    x1p=lr.coef_[0]
    x2p=lr.coef_[1]

    def get_y(f,coef_):

        lines_num=f.shape[0]
        col_num=f.shape[1]
        y=[]
        for i in range(0,lines_num):
            k=0
            for j in range(0,col_num):
                k+=f[i,j]*coef_[j]
            y.append(1.0 /(1+math.exp(-1*k)))
        return y

    #y=[1.0 /(1+math.exp(-1*(x1p * k))) for k in f[:,0]]
    y=get_y(f,lr.coef_)
    #ax.scatter(f[:,0], y, c='g', marker='o')  # , s=10)
    #ax.scatter(f[:,1], y, c='g', marker='o')  # , s=10)

    #y=[1.0 /(1+math.exp(-1*x2p * k)) for k in f[:,1]]
    #ax.scatter(f[:,1], y, c='g', marker='o')  # , s=10)
    plt.show()



def draw_logit(_each_sample_num):
    import numpy as np
    each_sample_num=_each_sample_num
    fig, ax = plt.subplots()

    def set_a(ax,_a,c='y',marker='x'):
        a = _a
        x = np.arange(-2, 2, 1.0 / 500);
        y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * a * k)) - 0.5 for k in x]
        ax.scatter(x, y, c=c, marker=marker)
    set_a(ax,-2)

    a = -1
    x = np.arange(-2, 2, 1.0 / 500);
    y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * a * k)) - 0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y,c='y', marker='x')

    a = 0
    x = np.arange(-2, 2, 1.0 / 500);
    y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * a * k)) - 0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y)

    a=1
    x = np.arange(-2, 2, 1.0 / 500);
    y = [1.0 /(1+math.exp(-1*a * k))-0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y)

    a = 2
    y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * (a * k)))-0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y,c='r', marker='x')


    a = 4
    y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * (a * k)))-0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y,c='r', marker='x')

    a = 8
    y = [1.0 / (1 + math.exp(-1 * (a * k)))-0.5 for k in x]
    ax.scatter(x, y,c='r', marker='x')
    plt.show()

def draw_defalut_circle_3D(_each_sample_num):
    import numpy as np
    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

    each_sample_num=_each_sample_num
    #fig, ax = plt.subplots()
    fig = plt.figure()
    ax = Axes3D(fig)

    tx1=[]
    tx2=[]
    x1, x2 = get_cirle(0, 0,each_sample_num)
    tx1+=x1
    tx2 += x2
    ax.scatter(x1, x2,[0]*each_sample_num*2)

    x1, x2 = get_cirle(2, 2,each_sample_num)
    tx1 += x1
    tx2 += x2
    ax.scatter(x1, x2,[1]*each_sample_num*2,c='r', marker='x')

    f = np.c_[tx1, tx2]
    label = [0] * each_sample_num*2 + [1] * each_sample_num*2

    #print len(f[:,0]),len(f[:,1]),len(label)
    #ax.scatter(f[:,0], f[:,1],label,c='g', marker='o')  #, s=10)

    #print np.array([tx1, tx2]).reshape(2, each_sample_num)

    "draw logit regress result"
    from sklearn import datasets
    from sklearn.model_selection import cross_val_predict
    from sklearn import linear_model
    lr = linear_model.LinearRegression()
    print f.shape,len(label)
    lr.fit(f, label)
    print('Coefficients: \n', lr.coef_)
    x1p=lr.coef_[0]
    x2p=lr.coef_[1]

    def get_y(f,coef_):

        lines_num=f.shape[0]
        col_num=f.shape[1]
        y=[]
        for i in range(0,lines_num):
            k=0
            for j in range(0,col_num):
                k+=f[i,j]*coef_[j]
            #k=(k-0.5)*2+0.5
            y.append(1.0 /(1+math.exp(-1*k)))
        return y

    #y=[1.0 /(1+math.exp(-1*(x1p * k))) for k in f[:,0]]
    y=get_y(f,lr.coef_)
    print y

    ax.scatter(f[:,0], f[:, 1], y, c='g', marker='o')  # , s=10)
    plt.show()

def draw_splashes():
        print 'draw'
        plt.show()
#draw_splashes()
#draw_defalut_circle(500)
draw_logit(50)
#draw_defalut_circle_3D(5)


<think> 我们正在回答用户关于Pandas和Matplotlib学习资料的问题。根据用户提供的引用,我们可以总结以下几点: 1. 引用[1]和[2]都强调了Pandas和Matplotlib在数据分析与可视化中的核心地位,以及它们如何协同工作。 2. 引用[3]和[4]提供了具体的安装方法和简单的代码示例(柱状图绘制)。 因此,我们的回答应该包括: 1. 简要介绍这两个库的作用和关系。 2. 提供学习路径(从基础到进阶)。 3. 给出一些基本的使用示例(参考引用中的代码,并适当扩展)。 4. 推荐一些学习资源(官方文档、教程、书籍等)。 同时,我们注意到用户之前的问题是关于核心库/框架,而Pandas和Matplotlib都是第三方库(虽然Matplotlib有时被认为是事实上的标准库,但严格来说不是Python内置)。不过,在数据分析领域,它们几乎是标配。 另外,根据引用[3]中的示例代码,我们可以展示一个简单的数据可视化过程。 由于用户要求学习资料,我们将重点放在资源推荐上,并辅以简单示例说明。 </think> ### Pandas与Matplotlib学习资料指南 结合引用内容[^1][^2][^3][^4],以下是数据分析必备工具的系统学习路径: #### 一、核心学习资源 | 类型 | 推荐资料 | 特点说明 | |--------------|--------------------------------------------------------------------------|------------------------------| | **官方文档** | [Pandas文档](https://pandas.pydata.org/docs/)<br>[Matplotlib文档](https://matplotlib.org/stable/contents.html) | 权威API参考(含2000+示例)[^4] | | **实战教程** | 《Python for Data Analysis》(Wes McKinney著)<br>Kaggle-Pandas教程 | 作者亲授+真实数据集案例[^1] | | **视频课程** | Coursera:<br>《Applied Data Science with Python》<br>Udemy:<br>《Pandas数据分析大师课》 | 项目驱动型教学(含证书) | | **中文资源** | 莫烦Python教程<br>《利用Python进行数据分析·第2版》 | 本地化案例+中文注释[^3] | #### 二、核心知识图谱 ```mermaid graph LR A[数据分析流程] --> B[数据加载] A --> C[数据清洗] A --> D[数据转换] A --> E[数据可视化] B --> B1(Pandas.read_csv/excel) C --> C1(df.dropna/fillna) D --> D1(df.groupby/pivot_table) E --> E1(Matplotlib绘图) E1 --> E11[基础图表] E11 --> E111(柱状图/折线图) E11 --> E112(散点图/饼图) E1 --> E12[高级可视化] E12 --> E121(3D图形) E12 --> E122(动态交互图) ``` #### 三、关键技能速成 1. **Pandas数据处理四步法** ```python import pandas as pd # 1. 数据加载 df = pd.read_csv('data.csv') # 2. 数据清洗(引用[2]强调此步骤重要性[^2]) df_clean = df.dropna().drop_duplicates() # 3. 数据转换 df_group = df_clean.groupby('category')['sales'].sum() # 4. 数据输出 df_group.to_excel('report.xlsx') ``` 2. **Matplotlib可视化模板**(基于引用[3]优化[^3]) ```python import matplotlib.pyplot as plt plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei' # 解决中文显示 # 创建画布 fig, ax = plt.subplots(figsize=(10,6)) # 绘制柱状图 ax.bar(df['月份'], df['销售额'], color='#1f77b4', alpha=0.7) # 添加标注 for i, v in enumerate(df['销售额']): ax.text(i, v+5, f'{v}万', ha='center') # 设置样式 ax.set_title('2023年销售趋势', fontsize=16) ax.set_xlabel('月份', fontsize=12) ax.grid(axis='y', linestyle='--') plt.savefig('sales_trend.png', dpi=300) # 保存高清图 ``` #### 四、组合应用实战 **销售数据分析案例**(引用[1][^1]和[4][^4]方法结合): ```python import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt # 数据准备 data = {'产品': ['A', 'B', 'C', 'D'], 'Q1销量': [230, 145, 310, 98], 'Q2销量': [240, 160, 290, 120]} df = pd.DataFrame(data) df['增长比'] = (df['Q2销量'] - df['Q1销量']) / df['Q1销量'] # 双Y轴可视化 fig, ax1 = plt.subplots() ax2 = ax1.twinx() # 创建第二Y轴 # 柱状图(销量) ax1.bar(df['产品'], df['Q2销量'], color='skyblue', width=0.4, label='销量') # 折线图(增长率) ax2.plot(df['产品'], df['增长比'], 'ro-', markersize=8, label='增长率') # 添加数据标签 for i, v in enumerate(df['增长比']): ax2.text(i, v+0.02, f'+{v:.0%}', ha='center', color='red') ax1.set_ylabel('销量(件)', fontsize=12) ax2.set_ylabel('增长率', fontsize=12) plt.title('季度销售对比分析', fontsize=14) fig.legend(loc='upper right') plt.show() ``` > *输出效果*: > 主Y轴显示销量柱状图,次Y轴显示增长率折线,关键数据点标注百分比 #### 五、进阶学习方向 1. **性能优化** - 使用`df.eval()`加速计算 - 用`plt.style.use('ggplot')`启用专业样式 2. **扩展工具链** | 场景 | 推荐库 | 用途 | |------------|----------------|--------------------------| | 交互可视化 | Plotly/Bokeh | 创建可缩放/悬停图表 | | 统计图表 | Seaborn | 一键生成热力图/分布图[^2] | | 大数据处理 | Dask | 并行处理GB级数据集 | --- ### 免费资源推荐 1. **代码实验室** - [Google Colab Pandas教程](https://colab.research.google.com/github/google/eng-edu/blob/main/ml/cc/exercises/pandas_dataframe_ultraquick_tutorial.ipynb)(云端免安装) 2. **数据集平台** - Kaggle数据集(含清洗后真实业务数据) - UCI机器学习仓库(经典学术数据集)
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