机器学习 - 贝叶斯新闻分类

本文介绍了使用朴素贝叶斯模型进行大规模互联网文本分类的方法,通过Sklearn库实现数据预处理、模型训练与评估,展示了模型在不同类别文本上的精度、召回率和F1分数。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

本博客内容来自《PYTHON机器学习及实践-从零开始通往KAGGLE竞赛之路》一书

from sklearn.datasets import fetch_20newsgroups
#下载数据
news = fetch_20newsgroups(subset='all')
print(news.data[0])

需要从互联网下载数据

From: Mamatha Devineni Ratnam <mr47+@andrew.cmu.edu>
Subject: Pens fans reactions
Organization: Post Office, Carnegie Mellon, Pittsburgh, PA
Lines: 12
NNTP-Posting-Host: po4.andrew.cmu.edu



I am sure some bashers of Pens fans are pretty confused about the lack
of any kind of posts about the recent Pens massacre of the Devils. Actually,
I am  bit puzzled too and a bit relieved. However, I am going to put an end
to non-PIttsburghers' relief with a bit of praise for the Pens. Man, they
are killing those Devils worse than I thought. Jagr just showed you why
he is much better than his regular season stats. He is also a lot
fo fun to watch in the playoffs. Bowman should let JAgr have a lot of
fun in the next couple of games since the Pens are going to beat the pulp out of Jersey anyway. I was very disappointed not to see the Islanders lose the final
regular season game.          PENS RULE!!!

from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer#导入文本特征向量转化模块
from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB #导入贝叶斯模型
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(news.data,news.target,test_size=0.25,random_state=33)
vec = CountVectorizer()
X_train = vec.fit_transform(X_train)
X_test = vec.transform(X_test)

mnb = MultinomialNB()
mnb.fit(X_train,y_train)
y_predict = mnb.predict(X_test)
from sklearn.metrics import classification_report #导入模型评估模块
print('The accuracy of Naive Bayes classifier is ',mnb.score(X_test,y_test))
print(classification_report(y_test,y_predict,target_names=news.target_names))
The accuracy of Naive Bayes classifier is  0.8397707979626485
                          precision    recall  f1-score   support

             alt.atheism       0.86      0.86      0.86       201
           comp.graphics       0.59      0.86      0.70       250
 comp.os.ms-windows.misc       0.89      0.10      0.17       248
comp.sys.ibm.pc.hardware       0.60      0.88      0.72       240
   comp.sys.mac.hardware       0.93      0.78      0.85       242
          comp.windows.x       0.82      0.84      0.83       263
            misc.forsale       0.91      0.70      0.79       257
               rec.autos       0.89      0.89      0.89       238
         rec.motorcycles       0.98      0.92      0.95       276
      rec.sport.baseball       0.98      0.91      0.95       251
        rec.sport.hockey       0.93      0.99      0.96       233
               sci.crypt       0.86      0.98      0.91       238
         sci.electronics       0.85      0.88      0.86       249
                 sci.med       0.92      0.94      0.93       245
               sci.space       0.89      0.96      0.92       221
  soc.religion.christian       0.78      0.96      0.86       232
      talk.politics.guns       0.88      0.96      0.92       251
   talk.politics.mideast       0.90      0.98      0.94       231
      talk.politics.misc       0.79      0.89      0.84       188
      talk.religion.misc       0.93      0.44      0.60       158

               micro avg       0.84      0.84      0.84      4712
               macro avg       0.86      0.84      0.82      4712
            weighted avg       0.86      0.84      0.82      4712

朴素贝叶斯模型被广泛应用于海量互联网文本分类任务,由于其较强的特征条件独立假设,是的模型预测所需要估计的参数规模从幂指数级
向线性量级减少,极大节约了内存消耗和计算时间,但是也正是受这种强假设的限制,模型训练时无法将各个特征之间的联系考量在内,
使得该模型在其他数据特征关联性较强的分类任务上的 性能表现不佳

<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何在头歌平台上实现朴素贝叶斯分类器的示例教程。首先,我需要回顾用户提供的引用内容,看看有没有相关的信息。用户提到了引用[2]和引用[3],其中引用[2]是关于头歌平台第15次实验的朴素贝叶斯分类器任务,要求填写fit和predict函数。引用[3]详细说明了fit函数的参数,X是训练样本,Y是分类标签。此外,引用[4]提到了数据向量化的处理,使用CountVectorizer类,这可能和文本分类任务有关,比如新闻分类。 首先,我需要确定头歌平台的具体要求。根据引用[2],任务是需要完成fit和predict函数。这通常对应着机器学习模型的训练和预测步骤。用户可能需要在头歌的代码框架中补充这两个函数的具体实现。 接下来,我应该考虑朴素贝叶斯分类器的类型。常见的有高斯朴素贝叶斯、多项式朴素贝叶斯和伯努利朴素贝叶斯。在文本分类中,通常使用多项式朴素贝叶斯,因为它适用于离散特征,比如词频。结合引用[4]中提到的CountVectorizer,这进一步说明任务可能是文本分类,比如新闻分类或类似的场景。 然后,我需要考虑如何将数据向量化后的结果(如X_train和X_test)应用到朴素贝叶斯模型中。在scikit-learn中,可以使用MultinomialNB类,并调用fit方法进行训练,使用predict方法进行预测。因此,用户可能需要导入相应的库,并在fit函数中训练模型,在predict函数中使用训练好的模型进行预测。 此外,用户可能需要处理数据预处理步骤,比如使用CountVectorizer对文本进行向量化。根据引用[4],用户需要实例化向量化对象,并对训练集和测试集进行转换。这可能在头歌平台的代码框架中已经部分完成,用户需要补充模型训练和预测的部分。 可能的步骤包括: 1. 导入必要的库,如sklearn的MultinomialNB和CountVectorizer。 2. 在fit函数中,使用训练数据X_train和Y_train来训练朴素贝叶斯模型。 3. 在predict函数中,使用训练好的模型对测试数据X_test进行预测,并返回结果。 4. 注意参数类型,如X是ndarray,Y是整型ndarray,这需要确保输入数据格式正确。 还需要检查用户提供的引用内容是否有其他需要注意的地方。例如,引用[3]详细说明了fit函数的参数,因此用户需要确保在实现fit函数时正确处理这些参数。引用[4]中的代码示例展示了如何使用CountVectorizer,这可能已经在平台代码中提供,用户只需关注模型部分。 可能遇到的问题包括数据格式转换是否正确,比如将稀疏矩阵(由fit_transform生成的)转换为适合模型输入的格式,但在scikit-learn中,大多数分类器(包括MultinomialNB)可以直接处理稀疏矩阵,所以可能不需要额外处理。 最后,用户可能需要参考头歌平台的具体代码框架,补充缺失的部分,并按照实验要求提交代码。因此,在回答中需要给出具体的代码示例,并解释每个步骤的作用,同时提醒用户注意数据预处理和模型选择的问题。</think>### 头歌平台实现朴素贝叶斯分类器步骤说明 #### 1. 数据预处理与向量化 头歌平台实验通常要求使用$CountVectorizer$对文本数据进行词频向量化处理,例如: ```python from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer vec = CountVectorizer() X_train = vec.fit_transform(X_train) # 训练集向量化 X_test = vec.transform(X_test) # 测试集向量化 ``` 此步骤将文本转换为特征矩阵,例如"I have a pen"可能映射为$[1,1,0,2,0]$等形式的向量[^4]。 #### 2. 模型核心代码实现 需在头歌框架中补充以下函数: ```python from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB def fit(X, Y): clf = MultinomialNB() clf.fit(X, Y) return clf def predict(model, X_test): return model.predict(X_test) ``` - $fit$函数参数:$X$为$[样本数, 特征数]$的ndarray,$Y$为分类标签的整型ndarray[^3] - $predict$函数返回预测结果数组 #### 3. 实验流程示例 ```python # 数据加载 X_train, Y_train = load_train_data() X_test = load_test_data() # 向量化处理 vectorizer = CountVectorizer() X_train_vec = vectorizer.fit_transform(X_train) X_test_vec = vectorizer.transform(X_test) # 模型训练与预测 model = fit(X_train_vec, Y_train) predictions = predict(model, X_test_vec) ``` #### 4. 关键注意事项 - **拉普拉斯平滑**:多项式朴素贝叶斯默认启用平滑,可避免零概率问题 - **特征维度对齐**:测试集必须使用训练集的词汇表进行向量化 - **稀疏矩阵处理**:$sklearn$的$MultinomialNB$可直接处理稀疏矩阵,无需转稠密格式
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