深度学习 <实战Kaggle比赛:预测房价> 代码分析 跟李沐学AI

本文介绍了如何利用深度学习预测房价,首先进行数据处理,包括下载、解压、读取CSV文件,并对数值特征进行标准化和处理缺失值。然后,通过`pd.get_dummies()`将类别特征转换为数值。接着,使用单层线性模型,定义均方误差损失函数,并采用Adam优化器进行训练。文章还涉及了K折交叉验证来评估模型性能。

4.10. 实战Kaggle比赛:预测房价 — 动手学深度学习 2.0.0 documentation

若有错误请指出

一.数据处理部分

1.下载部分 没啥好说的 

import hashlib
import os
import tarfile
import zipfile
import requests

#@save
DATA_HUB = dict()
DATA_URL = 'http://d2l-data.s3-accelerate.amazonaws.com/'

def download(name, cache_dir=os.path.join('..', 'data')):  #@save
    """下载一个DATA_HUB中的文件,返回本地文件名"""
    assert name in DATA_HUB, f"{name} 不存在于 {DATA_HUB}"
    url, sha1_hash = DATA_HUB[name]
    os.makedirs(cache_dir, exist_ok=True)
    fname = os.path.join(cache_dir, url.split('/')[-1])
    if os.path.exists(fname):
        sha1 = hashlib.sha1()
        with open(fname, 'rb') as f:
            while True:
                data = f.read(1048576)
                if not data:
                    break
                sha1.update(data)
        if sha1.hexdigest() == sha1_hash:
            return fname  # 命中缓存
    print(f'正在从{url}下载{fname}...')
    r = requests.get(url, stream=True, verify=True)
    with open(fname, 'wb') as f:
        f.write(r.content)
    return fname


def download_extract(name, folder=None):  #@save
    """下载并解压zip/tar文件"""
    fname = download(name)
    base_dir = os.path.dirname(fname)
    data_dir, ext = os.path.splitext(fname)
    if ext == '.zip':
        fp = zipfile.ZipFile(fname, 'r')
    elif ext in ('.tar', '.gz'):
        fp = tarfile.open(fname, 'r')
    else:
        assert False, '只有zip/tar文件可以被解压缩'
    fp.extractall(base_dir)
    return os.path.join(base_dir, folder) if folder else data_dir

def download_all():  #@save
    """下载DATA_HUB中的所有文件"""
    for name in DATA_HUB:
        download(name)

2.还是下载部分跟导包 也跳过

# 如果没有安装pandas,请取消下一行的注释
# !pip install pandas

%matplotlib inline
import numpy as np
import pandas as pd
import torch
from torch import nn
from d2l import torch as d2l

DATA_HUB['kaggle_house_train'] = (  #@save
    DATA_URL + 'kaggle_house_pred_train.csv',
    '585e9cc93e70b39160e7921475f9bcd7d31219ce')

DATA_HUB['kaggle_house_test'] = (  #@save
    DATA_URL + 'kaggle_house_pred_test.csv',
    'fa19780a7b011d9b009e8bff8e99922a8ee2eb90')

3.读表

train_data = pd.read_csv(download('kaggle_house_train'))
test_data = pd.read_csv(download('kaggle_house_test'))#读表 

print(train_data.shape)
print(test_data.shape)

#形状是这样的
(1460, 81)
(1459, 80)

4.初步看看样本

print(train_data.iloc[0:4, [0, 1, 2, 3, -3, -2, -1]])


'''  注意第一行id对于训练没用 最后一行-1 是SalePrice 训练属于label(y)的部分 需要抽走
Id  MSSubClass MSZoning  LotFrontage SaleType SaleCondition  SalePrice
0   1          60       RL         65.0       WD        Normal     208500
1   2          20       RL         80.0       WD        Normal     181500
2   3          60       RL         68.0       WD        Normal     223500
3   4          70      
<think>好的,我现在需要帮助用户找到关于使用PyTorch进行深度学习并在Kaggle上完成房价预测项目的教程或资源。用户提到的关键词包括“动手学深度学习”、“PyTorch”、“Kaggle房价预测”、“教程”、“实例”和“代码”。首先,我应该回忆一下是否有相关的资料,特别是用户提供的引用内容。 查看用户提供的引用,引用[2]提到了的《动手学深度学习》PyTorch版,其中通过多项式拟合来探索概念,并导入了相关的工具包如torch、nn等。引用[3]则包含了一段代码,将训练好的网络应用于测试集,生成预测结果并保存为CSV文件提交到Kaggle,这直接关联到房价预测项目。因此,用户的引用中已经包含了一部分相关的内容,尤其是引用[3]的代码部分。 接下来,我需要确认用户的具体需求。他们可能在寻找一个完整的教程,从安装PyTorch开始,到数据预处理、模型构建、训练、评估,最后提交结果到Kaggle。根据引用[2]和[3],的教程可能已经涵盖了这些步骤,但用户可能需要更详细的指导或实例代码。 考虑到用户提到的Kaggle房价预测项目,这是一个常见的入门竞赛项目,通常涉及回归问题,预测房价。因此,教程应该包括如何处理结构化数据、特征工程、构建神经网络模型、训练调参以及结果提交等步骤。引用[3]中的代码展示了如何将预测结果转换为CSV并提交,这可能是教程的最后一步。 用户可能还需要知道如何获取数据,比如从Kaggle下载数据集,进行数据清洗和特征处理。引用[2]中的导入工具包部分显示使用了numpy、torch、nn等,说明教程中可能涉及数据处理的步骤。此外,引用[1]提到深度学习通过多层神经网络模拟人脑处理信息,这可能与模型构建部分相关。 还需要考虑用户的学习路径,是否从基础开始,比如PyTorch的安装(引用[1]提到PyTorch安装与配置),然后逐步深入。因此,回答中应该分步骤指导,确保结构清晰,符合用户要求的“帮助用户逐步解决问题”。 另外,用户可能需要具体的代码示例,比如数据加载、定义模型、训练循环等。引用[3]中的代码片段展示了测试集预测和提交,但训练部分可能在其他地方,比如引用[2]中的多项式拟合示例可能是一个简单的模型,但需要扩展到房价预测的案例。 可能还需要提及相关的资源链接,如《动手学深度学习》的在线资源、Kaggle比赛的页面、PyTorch官方文档等,帮助用户进一步查找资料。同时,根据用户提供的引用,特别是引用[2]和[3],应指出这些引用的具体部分如何对应教程的不同阶段,方便用户参考。 总结一下,回答的结构应该包括: 1. 确认用户的需求,指出已有资源(如的教程)和相关代码示例。 2. 分步骤介绍项目流程,如数据准备、模型构建、训练、测试、提交。 3. 提供代码片段,特别是来自用户引用中的部分,如数据处理和结果提交。 4. 补充可能需要的其他资源或教程链接。 5. 生成相关问题,帮助用户深入学习和解决问题。 需要确保回答符合系统级指令,如使用正确的中文、LaTeX格式,以及引用标识。同时,生成的代码部分要正确使用格式,独立公式用$$,行内公式用$,并且引用在适当的位置标注,如引用[2]和[3]对应的部分。</think>以下是为您整理的PyTorch深度学习Kaggle房价预测教程指南,结合代码示例和核心步骤说明: --- ### 一、教程核心路径 1. **PyTorch基础准备** - 安装PyTorch(引用[1]提到PyTorch配置): ```bash conda install pytorch torchvision -c pytorch ``` - 导入工具包(引用[2]示例代码): ```python import torch from torch import nn import pandas as pd import numpy as np ``` 2. **Kaggle数据预处理** - 下载数据集(需注册Kaggle账号后获取`train.csv`和`test.csv`) - 数据清洗与特征工程: ```python # 示例:填充缺失值 train_data = train_data.fillna(train_data.mean()) # 标准化数值型特征 numeric_features = train_data.dtypes[train_data.dtypes != 'object'].index train_data[numeric_features] = train_data[numeric_features].apply(lambda x: (x - x.mean()) / (x.std())) ``` 3. **网络模型构建** - 使用全连接神经网络(引用[1]多层神经网络概念): ```python class HousePriceModel(nn.Module): def __init__(self, input_dim): super().__init__() self.net = nn.Sequential( nn.Linear(input_dim, 128), nn.ReLU(), nn.Linear(128, 64), nn.ReLU(), nn.Linear(64, 1) ) def forward(self, X): return self.net(X) ``` 4. **训练与验证** - 拆分训练集/验证集,定义损失函数与优化器: ```python loss_fn = nn.MSELoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 训练循环 for epoch in range(100): model.train() train_loss = 0 for X, y in train_loader: optimizer.zero_grad() pred = model(X) loss = loss_fn(pred, y.unsqueeze(1)) loss.backward() optimizer.step() ``` 5. **Kaggle结果提交** - 生成预测文件(引用[3]代码): ```python test_data = pd.read_csv('test.csv') test_features = preprocess(test_data) # 需与训练集相同的预处理 preds = model(torch.tensor(test_features.values, dtype=torch.float32)).detach().numpy() submission = pd.DataFrame({'Id': test_data['Id'], 'SalePrice': preds.squeeze()}) submission.to_csv('submission.csv', index=False) ``` --- ### 二、推荐资源 1. **《动手学深度学习》PyTorch版** - 直接包含房价预测实战案例(引用[2]和[3]均来自该资源)[^2][^3] - 配套代码库:https://github.com/d2l-ai/d2l-pytorch 2. **Kaggle官方教程** - 比赛页面:[House Prices: Advanced Regression Techniques](https://www.kaggle.com/c/house-prices-advanced-regression-techniques) - 优胜方案解析:学习特征工程技巧 ---
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