Python 机器学习入门

Python凭借其简洁性、多功能性和丰富的库生态系统，成为机器学习 (ML) 的首选语言。如果您是ML新手，并希望开始使用Python，本指南将引导您掌握基础知识，介绍核心库，并演示如何构建简单的ML模型。

Python在ML领域广泛应用，原因如下：

• 易于学习和阅读，即使对于初学者也十分友好。
• 拥有丰富的用于数据处理、可视化和机器学习的库。
• 拥有庞大且活跃的社区支持。

无论您是分析数据、训练模型还是部署机器学习解决方案，Python都能提供简化流程的工具。

在深入学习ML之前，让我们了解一些关键的Python库：

NumPy: NumPy（Numerical Python）是Python数值计算的基础。它提供对数组、矩阵和数学函数的支持。

• 用途：基本数值运算、线性代数和数组操作。

Pandas: Pandas是一个强大的数据操作和分析库。它引入了诸如DataFrame等数据结构，简化了结构化数据的处理。

• 用途：加载、清洗和探索数据集。

Scikit-learn: Scikit-learn是Python中最流行的ML库。它提供简单高效的工具用于数据挖掘和分析，包括分类、回归、聚类等算法。

• 用途：构建和评估ML模型。

首先，您需要安装这些库。如果您尚未安装，可以使用pip安装：

pip install numpy pandas scikit-learn

安装完成后，即可开始编写代码！

让我们用Python演练基本的ML流程。我们将使用著名的鸢尾花数据集，其中包含不同品种鸢尾花的信息。我们的目标是构建一个模型，根据花瓣长度和宽度等特征对物种进行分类。

步骤1：导入库

首先，导入必要的库：

import numpy as np
import pandas as pd
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

步骤2：加载数据集

Scikit-learn提供内置数据集，包括鸢尾花数据集。让我们加载它：

# 加载鸢尾花数据集
iris = load_iris()

# 转换为Pandas DataFrame以便于操作
data = pd.DataFrame(iris.data, columns=iris.feature_names)
data['species'] = iris.target

步骤3：数据探索

在构建模型之前，了解数据至关重要：

# 显示前几行数据
print(data.head())

# 检查缺失值
print(data.isnull().sum())

# 获取基本统计信息
print(data.describe())

步骤4：数据准备

将数据分成特征 (X) 和标签 (y)，然后将其分成训练集和测试集：

# 特征 (X) 和标签 (y)
X = data.drop('species', axis=1)
y = data['species']

# 将数据分成训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

步骤5：模型训练

让我们使用随机森林分类器，这是一种流行的机器学习算法：

# 初始化模型
model = RandomForestClassifier(random_state=42)

# 训练模型
model.fit(X_train, y_train)

步骤6：预测和模型评估

使用训练好的模型对测试集进行预测并评估其准确性：

# 进行预测
y_pred = model.predict(X_test)

# 评估模型
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print(f"模型准确率: {accuracy * 100:.2f}%")

恭喜！您刚刚使用Python构建了您的第一个ML模型。以下是一些继续学习的建议：

• 使用Kaggle或UCI机器学习存储库中的其他数据集进行实验。
• 探索不同的机器学习算法，例如线性回归、决策树或支持向量机。
• 学习数据预处理技术，如缩放、编码和特征选择。

如果您想深入学习，以下是一些优秀的资源：

• Scikit-learn文档：Scikit-learn的官方指南。
• Kaggle Learn：面向机器学习初学者的实践教程。
• Sebastian Raschka的《Python机器学习》：一本适合初学者的Python ML书籍。

以上就是Python 机器学习入门的详细内容，更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章！