系统掌握scikit-learn：核心功能与实践指南

1. scikit-learn 的核心功能

• 算法库：包含分类、回归、聚类、降维、预处理等经典机器学习算法（如线性回归、决策树、SVM、随机森林、K-means 等）。
• 内置数据集：提供多个经典数据集（如鸢尾花、糖尿病、波士顿房价等），方便快速上手练习。
• 评估工具：支持交叉验证、混淆矩阵、评估指标（准确率、F1分数等）。
• 数据预处理：标准化、特征编码、缺失值处理等功能。

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2. 推荐练习方向

(1) 使用内置数据集练习基础任务

• 示例 1：分类任务（Iris 数据集）

  from sklearn.datasets import load_iris
  from sklearn.model_selection import train_test_split
  from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
  from sklearn.metrics import accuracy_score
  
  # 加载数据
  iris = load_iris()
  X, y = iris.data, iris.target
  
  # 划分训练集和测试集
  X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)
  
  # 训练模型
  model = RandomForestClassifier()
  model.fit(X_train, y_train)
  
  # 预测与评估
  y_pred = model.predict(X_test)
  print("准确率:", accuracy_score(y_test, y_pred))
  

• 示例 2：回归任务（波士顿房价数据集）

  from sklearn.datasets import load_boston
  from sklearn.linear_model import LinearRegression
  from sklearn.metrics import mean_squared_error
  
  boston = load_boston()
  X, y = boston.data, boston.target
  
  X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)
  model = LinearRegression()
  model.fit(X_train, y_train)
  
  y_pred = model.predict(X_test)
  print("均方误差:", mean_squared_error(y_test, y_pred))
  

(2) 数据预处理与特征工程

• 标准化：

  from sklearn.preprocessing import StandardScaler
  scaler = StandardScaler()
  X_scaled = scaler.fit_transform(X)
  

• 缺失值处理：

  from sklearn.impute import SimpleImputer
  imputer = SimpleImputer(strategy='mean')
  X_imputed = imputer.fit_transform(X)
  

(3) 模型调优与交叉验证

• 网格搜索（Grid Search）：

  from sklearn.model_selection import GridSearchCV
  param_grid = {'n_estimators': [10, 50, 100], 'max_depth': [None, 5, 10]}
  grid_search = GridSearchCV(RandomForestClassifier(), param_grid)
  grid_search.fit(X_train, y_train)
  print("最佳参数:", grid_search.best_params_)
  

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3. 推荐学习资源

1. 官方文档：
   scikit-learn 官网教程
   提供从基础到高级的详细教程和代码示例。

2. 经典书籍：

   • 《Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow》（Aurélien Géron 著）
   • 《Python机器学习》（Sebastian Raschka 著）

3. 在线课程：

   • Coursera 的《Machine Learning Specialization》（吴恩达）
   • Kaggle Learn 的 Scikit-Learn 课程（免费）。

4. 练习平台：

   • Kaggle：参与竞赛或练习项目（如泰坦尼克号生存预测、房价预测等）。
   • Google Colab：免费的云端环境，可直接运行代码。

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4. 推荐练习项目

1. 分类任务：

   • 鸢尾花分类（Iris Dataset）
   • 手写数字识别（Digits Dataset）
   • 垃圾邮件分类（使用公开数据集如SpamBase）

2. 回归任务：

   • 波士顿房价预测（Boston Dataset）
   • 房价预测（使用 Zillow 或 Kaggle 的房价数据集）

3. 聚类任务：

   • 客户分群（使用人造数据或真实客户数据）
   • 图像聚类（如手写数字的无监督分组）

4. 综合项目：

   • 预测糖尿病风险（使用糖尿病数据集）
   • 预测用户流失（使用电信客户数据集）

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5. 注意事项

• 代码规范：始终划分训练集和测试集，避免数据泄露。
• 可视化：结合 matplotlib 或 seaborn 可视化结果（如特征重要性、决策边界）。
• 性能优化：尝试不同的算法和参数调优，理解过拟合与欠拟合。

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通过以上资源和练习，你可以系统地掌握 scikit-learn 的核心功能，并逐步提升机器学习实践能力。如果需要具体代码实现或数据集获取方式，可以进一步提问！