Andrew NG机器学习线性回归编程作业

备注: Coursera上Andrew Ng的机器学习课程有8次编程作业。本帖记录我练习过程中学到的知识，希望对大家有帮助。Andrew NG机器学习线性回归编程作业详细分析，这篇耗费巨大心血，非常适合小白去做NG课程作业时参考，部分代码不好理解（先放弃），重点理解NG留的那些空的代码，然后参考我整理的另一篇博客，线性规划的Matlab代码总结，结合着看，慢慢就懂了，加油

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背景

在本次练习中，需要实现一个单变量的线性回归。假设有一组历史数据<城市人口，开店利润>，现需要预测在哪个城市中开店利润比较好？

历史数据如下：第一列表示城市人口数，单位为万人；第二列表示利润，单位为10,000$

    5.5277    9.1302
    8.5186   13.6620
    7.0032   11.8540
    .....
    ......

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补充matlab知识

1. Matlab的工作目录
   使用matlab中图形化的Current Folder面板可以修改当前工作目录
   
   只有进入工作目录， Matlab才能默认找到该目录下的各种文件。

2. 可以使用命令来调整工作目录
   pwd 查看当前工作目录
   用于当前工作目录的路径。例如：

   pwd
   ans =C:\MATLAB7\work

   cd 进入某目录，用于切换当前工作目录。例如：

   cd(‘c:/toolbox/matlab/demos’) %切换当前工作目录到demos
   cd .. %切换当前工作目录到matlab

   ls 列出当前目录下的内容
   直接打出ls就可以

3. m脚本文件
   matlab是解释型的语言，在命令行界面可以输入命令执行。脚本文件就是把多个命令合在一起，在命令行调用这个脚本文件就可以执行文件里面的一句句命令。
   例如在命令行输入两条命令
   
   执行后可以在Workspace窗口看到已有的变量
   
   我们也可以使用脚本文件来完成相同的事情。新建一个文件，内容为
   c = 7
d = c*7

   保存到当前工作目录下，命名script1.m。然后在命令界面输入script1，就相当于执行了文件里的这两条语句。之后在Workspace窗口可以看到变量c和d。
   备注：matlab 的editor怎么打开？
   直接点File下的新建m文件图标
   Ctrl+N

4. m函数文件
   函数文件用来定义matlab中的函数，可以供上层调用。 函数文件要保存为 函数名.m ，才可以通过函数名来调用。经过我的测试，文件名和文件中的函数名不一致时，以文件名为准。

function 返回值 = 函数名(输入参数)
           % YOUR CODE HERE 
End

返回值和输入参数都可以有多个，之间用逗号隔开。返回值有多个的时候要用方括号包起来。

function [返回值1, 返回值2] = 函数名(输入1，输入2，输入3) 
            % YOUR CODE HERE 
End

示例：
我们新建一个f1.m，内容如下

function s = f1(a)
 s = a+8; 
end

保存到工作目录后就可以使用这个函数

5.语句中的分号
语句不带分号会输出运行结果，如果语句带分号则不输出结果。

6.第一次编程作业的文件如下图

脚本文件ex1用来执行单变量线性回归，ex1_multi.m用来执行多变量线性回归。submit.m用来提交你的作业到服务器，本文不包含对这部分代码的分析。

编程过程及其理解

1.初始化Initialization

%% Initialization
clear all; close all; clc

备注：
1.两个百分号%%是matlab中用来表示代码块的注释。从%%开始到下一个%%之间会作为一个代码块，在matlab中查看时会用黄白相间显示
2.clear 清除工作区的所有变量。还可以后面跟变量名来清除某个变量。
3.close all 关闭所有窗口（显示图像的figure窗口）
4.clc 清除命令窗口的内容（就是命令界面以前的命令）
5.% 代表注释行

2. 基础函数 Part 1:Basic Function

% Complete warmUpExercise.m 
fprintf('Running warmUpExercise ... \n');
fprintf('5x5 Identity Matrix: \n');
warmUpExercise()

fprintf('Program paused. Press enter to continue.\n');
pause;

完成warmUpExercise.m 的函数
注释：
1.fprintf的用法
fprintf和c语言中的printf用法类似，用于格式化输出，也支持%d等占位符，也可以直接输出字符串，\n表示换行符。Matlab中字符串用单引号括起来。fprintf函数可以将数据按指定格式写入到文本文件中。
数据的格式化输出：fprintf(fid,format,variables)
按指定的格式将变量的值输出到屏幕或指定文件
fid为文件句柄，若缺省，则输出到屏幕
format用来指定数据输出时采用的格式
%d 整数
%e实数：科学计算法形式
%f实数：小数形式
%g由系统自动选取上述两种格式之一
%s输出字符串
fprintf(fid，format，A)
说明：fid为文件句柄，指定要写入数据的文件，format是用来控制所写数据格式的格式符，与fscanf函数相同，A是用来存放数据的矩阵。
2.\n是换行，英文是New line，表示使光标到行首。
\r是回车，英文是Carriage return，表示使光标下移一格。
3.pause用来暂停。
中间调用了warmUpExercise函数，也就是warmUpExercise.m对应的函数。这个函数要求输出一个5*5的单位矩阵，直接使用eye函数就可以了。
3.函数warmUpExercise()如下

function A = warmUpExercise()
A = [];
A = eye(5);
end

注释：
1.A= [ ] ，A是空矩阵
2.eye() ，单位矩阵

输入参数无，返回值A。
之后在命令界面可以调用这个函数

4. 画图Part 2: Plotting

fprintf('Plotting Data ...\n')
data = csvread('ex1data1.txt');
X = data(:, 1); y = data(:, 2);
m = length(y);
plotData(X, y);
fprintf('