【机器学习】有监督学习算法之：逻辑回归

1、引言

小屌丝：鱼哥，鱼哥，求助
小鱼：咋了。
小屌丝：我被逻辑回归难住了。
小鱼：然后你可以网上搜索一下
小屌丝：搜索的没有问你直接啊
小鱼：我…xxx
小屌丝：给我讲一讲呗。
小鱼：ε=(´ο｀*)))唉… 好吧，正好现在也没啥事。

2、逻辑回归

2.1 定义

逻辑回归是一种基于概率的分类算法，用于预测二分类问题。它采用逻辑函数将线性回归模型的输出映射到0和1之间的概率值。

2.2 基本原理

逻辑回归通过将线性回归的输出值通过逻辑函数（也称为sigmoid函数）进行映射，将连续的预测值转换为概率值。逻辑函数的公式如下：

sigmoid(x) = 1 / (1 + e^(-x))

2.3 公式

2.3.1 核心公式

逻辑回归的模型可以用以下公式表示：

h(x) = sigmoid(W^T * X)

其中，h(x)表示预测概率值，W表示权重向量，X表示输入特征向量。我们需要通过训练过程来学习最佳的权重向量W。

这里 Sigmoid函数转换

2.3.2 Sigmoid函数

Sigmoid函数是一种常用的非线性函数，其转换作用是将输入映射到一个范围在0到1之间的值。Sigmoid函数的表达式为：

y = 1 / (1 + e^(-x))

其中，e是自然常数，x是输入数据，y是输出数据。

2.4 代码示例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-02-25
# @Author : Carl_DJ

'''
实现功能：
	生成分类数据集
	
'''

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.datasets import make_classification

# 生成分类数据集
X, y = make_classification(n_samples=1000, n_features=2, n_informative=2, n_redundant=0,
                           n_clusters_per_class=1, random_state=42)

# 创建逻辑回归分类器
logreg = LogisticRegression()

# 使用数据集训练模型
logreg.fit(X, y)

# 绘制数据点和决策边界
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y, cmap='bwr', alpha=0.5)

# 生成网格点来绘制决策边界
h = 0.02  # 步长
x_min, x_max = X[:, 0].min() - 0.5, X[:, 0].max() + 0.5
y_min, y_max = X[:, 1].min() - 0.5, X[:, 1].max() + 0.5
xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h))
Z = logreg.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
Z = Z.reshape(xx.shape)

# 绘制决策边界
plt.contourf(xx, yy, Z, alpha=0.3, cmap='bwr')

plt.xlabel('Feature 1')
plt.ylabel('Feature 2')
plt.title('Logistic Regression Decision Boundary')
plt.colorbar()
plt.show()

运行结果

3、总结

逻辑回归模型可以根据训练集中的数据学习到一组最佳的参数，从而能够根据输入特征进行准确的二分类预测。通过调整阈值，可以灵活地控制分类结果的精度和召回率。

学习逻辑回归的关键在于理解线性组合、sigmoid函数和概率解释的概念。
通过应用这些基本原理，结合实际数据集和示例代码的演示，希望你能对逻辑回归算法有一个清晰的认识，并能够在实际问题中应用它。

关于逻辑回归，也可以参照小鱼的这两篇博文：

• 《【机器学习】一文掌握逻辑回归全部核心点(上)。》
• 《【机器学习】一文掌握逻辑回归全部核心点(下)。》

我是小鱼：

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