多说,我还欠你一个会员

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from sklearn.linear_model import LinearRegression from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_squared_error from matplotlib.pylab import date2num # 1.准备数据 jd = data[data['行为类别'] == 'Order'] jd = jd[['客户id','开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数','店铺id']] jd.dropna(inplace=True) # 将开店时间转化为数值 jd['开店时间'] = date2num(jd['开店时间']) # 每个店铺客户人数 U_data = jd[['客户id','开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数','店铺id']].groupby(['店铺id','开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数']).count().reset_index() U_data.rename(columns={'客户id':'客户数'},inplace=True) # 建立门店的特征值与特征向量 U_data.data = U_data[['开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数']] U_data.target = U_data['客户数'] # 2.数据集划分 x_train,x_test,y_train,y_test = train_test_split(U_data.data,U_data.target,test_size=0.2,random_state=2) # 3.特征工程—标准化 transfer = StandardScaler() x_train = transfer.fit_transform(x_train) x_test = transfer.fit_transform(x_test) # 4.机器学习-线性回归(正规方程) estimator = LinearRegression() estimator.fit(x_train,y_train) # 5.模型评估 U_predict = estimator.predict(x_test) print("预测值为:\n",U_predict[:10]) print("模型中的系数为:\n",estimator.coef_) print("模型中的偏置为:\n",estimator.intercept_) # 5.2 评价 # 均方误差 error = mean_squared_error(y_test, U_predict) print("误差为:\n", error)分析代码
05-14
<think>好的,我现在要分析用户提供的这段使用sklearn进行线性回归预测的Python代码,理解其功能和实现细节。首先,我需要通读代码,了解每个部分的作用,然后分步骤解析数据预处理、模型训练和评估部分。同时,我需要参考用户之前提供的引用内容,尤其是引用[1]和[2],确保分析准确并符合用户的需求。 首先,用户提供的代码主要分为几个部分:数据准备、数据集划分、特征工程、机器学习模型训练、模型评估。我需要逐一分析每个部分。 数据准备部分,用户从原始数据中筛选了行为类别为'Order'的数据,并选择了特定的列。然后处理了开店时间,将其转换为数值类型。接着,按店铺id和其他特征进行分组,统计客户数,并将特征和目标变量分离。这部分可能存在一些问题,比如使用date2num是否正确,分组后的数据是否合理,是否需要进一步处理缺失值或异常值。 接下来是数据集划分,使用了train_test_split,这里需要注意test_size和random_state的设置是否合理,是否会导致数据分布不均匀。 特征工程部分使用了StandardScaler进行标准化,但注意到在测试集上使用了fit_transform,这实际上是不正确的,应该使用训练集的参数来转换测试集,避免数据泄漏。这可能是一个错误,需要指出。 模型训练部分使用了LinearRegression,这里需要解释正规方程的原理,以及sklearn中如何实现。同时,用户可能关心系数和截距的含义,比如每个特征对客户数的影响程度。 模型评估部分使用了均方误差,并输出了预测值、系数、截距和误差。这里需要解释MSE的含义,以及如何解读这些结果。此外,是否还有其他评估指标可以使用,比如R²分数,用户可能也会感兴趣。 在分析过程中,我需要参考用户提供的引用内容,例如引用[1]中提到数据预处理和模型构建的步骤,引用[2]中关于使用LinearRegression的代码示例。结合这些信息,确保分析符合用户之前的讨论内容。 此外,用户可能希望了解代码中的潜在问题,比如特征工程中的标准化处理是否正确,数据集划分是否有问题,或者模型是否有过拟合或拟合的风险。这些都需要在分析中提及,并提供改进建议。 最后,用户的问题中还提到生成相关问题,我需要根据分析内容提出几个相关的问题,帮助用户进一步理解线性回归的实现细节和注意事项。</think>### 代码功能与实现细节分析 #### 一、数据预处理 1. **数据筛选与清洗** ```python jd = data[data['行为类别'] == 'Order'] # 筛选订单行为数据 jd = jd[['客户id','开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数','店铺id']] jd.dropna(inplace=True) # 删除缺失值 ``` - **功能**:提取与订单相关的数据,保留关键特征(开店时间、店铺评分等),并清理缺失值。 - **关键点**:`dropna()`直接删除含缺失值的行,可能导致数据量减少。若数据稀缺,可改用填充策略(如均值、中位数)[^1]。 2. **时间特征处理** ```python jd['开店时间'] = date2num(jd['开店时间']) # 将日期转为数值(如Unix时间戳) ``` - **功能**:将时间序列数据转换为数值,便于模型处理。 - **潜在问题**:`date2num`生成的数值可能跨度极大(如从1970年至今的秒数),需标准化避免特征权重失衡[^1]。 3. **聚合统计** ```python U_data = jd.groupby(['店铺id','开店时间','店铺打分','粉丝数','会员数']).count().reset_index() U_data.rename(columns={'客户id':'客户数'}, inplace=True) # 统计每个店铺的客户数 ``` - **功能**:以店铺为单位,聚合计算客户数作为目标变量。 - **注意**:分组依据包含`店铺id`和静态特征(如粉丝数),需确保分组后特征值唯一,避免重复计数。 --- #### 二、模型训练 1. **数据集划分** ```python x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(U_data.data, U_data.target, test_size=0.2, random_state=2) ``` - **作用**:按8:2比例划分训练集和测试集,`random_state`确保可复现性。 - **优化建议**:若数据分布不均衡(如某些店铺客户数极端/少),建议使用分层抽样(`stratify`参数)[^1]。 2. **特征标准化** ```python transfer = StandardScaler() x_train = transfer.fit_transform(x_train) # 训练集拟合标准化器并转换 x_test = transfer.fit_transform(x_test) # ❌错误:测试集应使用训练集的均值和方差 ``` - **问题**:测试集独立调用`fit_transform()`会导致数据泄漏,正确做法应为: ```python x_test = transfer.transform(x_test) # 仅用训练集的参数转换测试集 ``` - **标准化公式**:$$x_{\text{标准化}} = \frac{x - \mu_{\text{训练集}}}{\sigma_{\text{训练集}}}$$ 目的是消除特征量纲差异,加速模型收敛[^2]。 3. **线性回归模型** ```python estimator = LinearRegression() estimator.fit(x_train, y_train) # 使用正规方程求解 ``` - **原理**:最小化损失函数$$L = \sum_{i=1}^n (y_i - \beta_0 - \beta_1 x_1^{(i)} - \dots - \beta_p x_p^{(i)})^2$$ - **闭式解**:系数$\beta$通过矩阵运算求得:$$\beta = (X^T X)^{-1} X^T y$$ --- #### 三、模型评估 1. **预测与误差计算** ```python U_predict = estimator.predict(x_test) error = mean_squared_error(y_test, U_predict) # 计算均方误差(MSE) ``` - **MSE公式**:$$MSE = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (y_i - \hat{y}_i)^2$$ - **解读**:MSE越小,预测值与真实值越接近。但需结合业务场景判断误差是否可接受。 2. **模型参数输出** ```python print("模型中的系数为:\n", estimator.coef_) # 特征权重 print("模型中的偏置为:\n", estimator.intercept_) # 截距项 ``` - **示例解读**:若`粉丝数`的系数为0.8,表示每增加1个粉丝(标准化后),预测客户数增加0.8个单位。 --- ### 代码优化建议 1. **测试集标准化修正**:如前述,测试集应使用`transform()`而非`fit_transform()`。 2. **增加可视化**:添加预测值与真实值的散点图,直观评估拟合效果: ```python import matplotlib.pyplot as plt plt.scatter(y_test, U_predict) plt.plot([y_test.min(), y_test.max()], [y_test.min(), y_test.max()], 'r--') plt.xlabel("真实客户数") plt.ylabel("预测客户数") plt.show() ``` 3. **补充评估指标**:引入R²分数评估解释力: ```python from sklearn.metrics import r2_score r2 = r2_score(y_test, U_predict) print("R²得分:", r2) ``` --- ### 关键问题总结 1. **数据预处理完整性**:未处理异常值(如粉丝数为负数)、未验证特征相关性(如开店时间与客户数是否线性相关)。 2. **模型可解释性**:特征标准化后,原始系数需反标准化才能直接解释[^1],否则只能明标准化后的特征重要性。 3. **业务逻辑匹配**:是否所有选取的特征(如会员数)均与客户数存在合理因果关系?需结合业务知识验证。 ---
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