使用 Python 进行机器学习的简介

pythonserver side programmingprogramming更新于 2025/10/24 7:08:17

在本文中,我们将学习使用 Python 3.x 或更早版本的机器学习基础知识。

首先,我们需要使用现有的库来设置机器学习环境

>>> pip install numpy
>>> pip install scipy
>>> pip install matplotlib
>>> pip install scikit-learn

机器学习涉及经验和事实的研究,并根据提供的意图进行预测。数据库越大,机器学习模型就越好。

机器学习的流程

  • 清理数据
  • 输入数据集
  • 训练模型
  • 测试数据集
  • 实现模型


现在让我们确定哪个库用于什么目的 −

Numpy − 增加了对大型多维列表和矩阵的支持,以及对这些输入数组进行操作的大量数学函数集合。

SciPy − 一个免费的开源 Python 库,用于科学/数学计算。它包含用于优化算法、数据集成、插值、一些特殊函数和线性代数的模块

Matplotlib − 一个用于形成图表和数字的库。它允许绘制数据以更好地了解模型

Scikit-learn −它具有各种分类、聚类和回归算法,以明确的方式分发和组织数据

现在让我们借助 scikit - learn 创建一个基本的机器学习模型。在这里,我们将采用内置数据集,即 ski-kit learn 中提供的虹膜和数字数据集。

from sklearn import datasets
iris = datasets.load_iris()
digits = datasets.load_digits()

现在查看我们使用的数据集中的数据

print(digits.data)


[[ 0. 0. 5. ... 0. 0. 0.]
[ 0. 0. 0. ... 10. 0. 0.]
[ 0. 0. 0. ... 16. 9. 0.]
...
[ 0. 0. 1. ... 6. 0. 0.]
[ 0. 0. 2. ... 12. 0. 0.]
[ 0. 0. 10. ... 12. 1. 0.]]

.target 函数让我们看到我们想要模型学习的东西

digits.target


array([0, 1, 2, ..., 8, 9, 8])

用于访问我们使用的数字数据集的形状

digits.images[0]


array([[ 0., 0., 5., 13., 9., 1., 0., 0.],
   [ 0., 0., 13., 15., 10., 15., 5., 0.],
   [ 0., 3., 15., 2., 0., 11., 8., 0.],
   [ 0., 4., 12., 0., 0., 8., 8., 0.],
   [ 0., 5., 8., 0., 0., 9., 8., 0.],
   [ 0., 4., 11., 0., 1., 12., 7., 0.],
   [ 0., 2., 14., 5., 10., 12., 0., 0.],
   [ 0., 0., 6., 13., 10., 0., 0., 0.]])

现在让我们进入学习和预测部分

from sklearn import svm
clf = svm.SVC(gamma=0.001, C=100.)

这里 SVC 是支持向量分类,它充当我们模型的内置估计器

clf.fit(digits.data[:-1], digits.target[:-1])
SVC(C=100.0, cache_size=200, class_weight=None, coef0=0.0, decision_function_shape='ovr', degree=3, gamma=0.001,
kernel='rbf', max_iter=-1, probability=False, random_state=None,
shrinking=True, tol=0.001, verbose=False)

首先,我们需要使用 fit 方法向模型提供数据集,以便我们的模型可以学习。在这里,我们将所有图像作为训练数据提供,除了我们将用于测试目的的最后一张图像。

现在我们的模型已经训练完毕,我们可以使用 .predict 函数预测测试数据的输出

clf.predict(digits.data[-1:])
array([8])

现在我们的模型已经训练完毕,我们可以计算模型的效率和时间周期

结论

在本文中,我们学习了一些机器学习的基础知识以及一些用于在 Python 中实现它的基本库。


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