【lightgbm, xgboost, nn代码整理一】lightgbm做二分类,多分类以及回归任务(含python源码)

2024-06-12 22:38

本文主要是介绍【lightgbm, xgboost, nn代码整理一】lightgbm做二分类,多分类以及回归任务(含python源码),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

lightgbm做二分类,多分类以及回归任务(含python源码)

浏览更多内容,可访问:http://www.growai.cn

1. 简介

内心一直想把自己前一段时间写的代码整理一下,梳理一下知识点,方便以后查看,同时也方便和大家交流。希望我的分享能帮助到一些小白用户快速前进,也希望大家看到不足之处慷慨的指出,相互学习,快速成长。我将从三个部分介绍数据挖掘类比赛中常用的一些方法,分别是lightgbm、xgboost和keras实现的mlp模型,分别介绍他们实现的二分类任务、多分类任务和回归任务,并给出完整的开源python代码。这篇文章主要介绍基于lightgbm实现的三类任务。如果只需源码,可以直接跳到文章末尾链接

2.数据加载

该部分数据是基于拍拍贷比赛截取的一部分特征,随机选择了5000个训练数据,3000个测试数据。针对其中gender、cell_province等类别特征,直接进行重新编码处理。原始数据的lable是0-32,共有33个类别的数据。针对二分类任务,将原始label为32的数据直接转化为1,label为其他的数据转为0;回归问题就是将这些类别作为待预测的目标值。代码如下:其中gc是释放不必要的内存。

## category feature one_hot
test_data['label'] = -1
data = pd.concat([train_data, test_data])
cate_feature = ['gender', 'cell_province', 'id_province', 'id_city', 'rate', 'term']
for item in cate_feature:data[item] = LabelEncoder().fit_transform(data[item])train = data[data['label'] != -1]
test = data[data['label'] == -1]## Clean up the memory
del data, train_data, test_data
gc.collect()## get train feature
del_feature = ['auditing_date', 'due_date', 'label']
features = [i for i in train.columns if i not in del_feature]## Convert the label to two categories
train['label'] = train['label'].apply(lambda x: 1 if x==32 else 0)
train_x = train[features]
train_y = train['label'].values
test = test[features]

3.二分类任务

params = {'num_leaves': 60, #结果对最终效果影响较大,越大值越好,太大会出现过拟合'min_data_in_leaf': 30,'objective': 'binary', #定义的目标函数'max_depth': -1,'learning_rate': 0.03,"min_sum_hessian_in_leaf": 6,"boosting": "gbdt","feature_fraction": 0.9,	#提取的特征比率"bagging_freq": 1,"bagging_fraction": 0.8,"bagging_seed": 11,"lambda_l1": 0.1,				#l1正则# 'lambda_l2': 0.001,		#l2正则"verbosity": -1,"nthread": -1,				#线程数量,-1表示全部线程,线程越多,运行的速度越快'metric': {'binary_logloss', 'auc'},	##评价函数选择"random_state": 2019,	#随机数种子,可以防止每次运行的结果不一致# 'device': 'gpu' ##如果安装的事gpu版本的lightgbm,可以加快运算}folds = KFold(n_splits=5, shuffle=True, random_state=2019)
prob_oof = np.zeros((train_x.shape[0], ))
test_pred_prob = np.zeros((test.shape[0], ))## train and predict
feature_importance_df = pd.DataFrame()
for fold_, (trn_idx, val_idx) in enumerate(folds.split(train)):print("fold {}".format(fold_ + 1))trn_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[trn_idx], label=train_y[trn_idx])val_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[val_idx], label=train_y[val_idx])clf = lgb.train(params,trn_data,num_round,valid_sets=[trn_data, val_data],verbose_eval=20,early_stopping_rounds=60)prob_oof[val_idx] = clf.predict(train_x.iloc[val_idx], num_iteration=clf.best_iteration)fold_importance_df = pd.DataFrame()fold_importance_df["Feature"] = featuresfold_importance_df["importance"] = clf.feature_importance()fold_importance_df["fold"] = fold_ + 1feature_importance_df = pd.concat([feature_importance_df, fold_importance_df], axis=0)test_pred_prob += clf.predict(test[features], num_iteration=clf.best_iteration) / folds.n_splitsthreshold = 0.5
for pred in test_pred_prob:result = 1 if pred > threshold else 0

上面的参数中目标函数采用的事binary,评价函数采用的是{'binary_logloss', 'auc'},可以根据需要对评价函数做调整,可以设定一个或者多个评价函数;'num_leaves'对最终的结果影响较大,如果值设置的过大会出现过拟合现象。

针对模型训练部分,采用的事5折交叉训练的方法,常用的5折统计有两种:StratifiedKFoldKFold,其中最大的不同是StratifiedKFold分层采样交叉切分,确保训练集,测试集中各类别样本的比例与原始数据集中相同,实际使用中可以根据具体的数据分别测试两者的表现。

最后fold_importance_df表存放的事模型的特征重要性,可以方便分析特征重要性

4.多分类任务

params = {'num_leaves': 60,'min_data_in_leaf': 30,'objective': 'multiclass','num_class': 33,'max_depth': -1,'learning_rate': 0.03,"min_sum_hessian_in_leaf": 6,"boosting": "gbdt","feature_fraction": 0.9,"bagging_freq": 1,"bagging_fraction": 0.8,"bagging_seed": 11,"lambda_l1": 0.1,"verbosity": -1,"nthread": 15,'metric': 'multi_logloss',"random_state": 2019,# 'device': 'gpu' }folds = KFold(n_splits=5, shuffle=True, random_state=2019)
prob_oof = np.zeros((train_x.shape[0], 33))
test_pred_prob = np.zeros((test.shape[0], 33))## train and predict
feature_importance_df = pd.DataFrame()
for fold_, (trn_idx, val_idx) in enumerate(folds.split(train)):print("fold {}".format(fold_ + 1))trn_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[trn_idx], label=train_y.iloc[trn_idx])val_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[val_idx], label=train_y.iloc[val_idx])clf = lgb.train(params,trn_data,num_round,valid_sets=[trn_data, val_data],verbose_eval=20,early_stopping_rounds=60)prob_oof[val_idx] = clf.predict(train_x.iloc[val_idx], num_iteration=clf.best_iteration)fold_importance_df = pd.DataFrame()fold_importance_df["Feature"] = featuresfold_importance_df["importance"] = clf.feature_importance()fold_importance_df["fold"] = fold_ + 1feature_importance_df = pd.concat([feature_importance_df, fold_importance_df], axis=0)test_pred_prob += clf.predict(test[features], num_iteration=clf.best_iteration) / folds.n_splits
result = np.argmax(test_pred_prob, axis=1)

该部分同上面最大的区别就是该表了损失函数和评价函数。分别更换为'multiclass''multi_logloss',当进行多分类任务是必须还要指定类别数:'num_class'

5.回归任务

params = {'num_leaves': 38,'min_data_in_leaf': 50,'objective': 'regression','max_depth': -1,'learning_rate': 0.02,"min_sum_hessian_in_leaf": 6,"boosting": "gbdt","feature_fraction": 0.9,"bagging_freq": 1,"bagging_fraction": 0.7,"bagging_seed": 11,"lambda_l1": 0.1,"verbosity": -1,"nthread": 4,'metric': 'mae',"random_state": 2019,# 'device': 'gpu'}def mean_absolute_percentage_error(y_true, y_pred):return np.mean(np.abs((y_true - y_pred) / (y_true))) * 100def smape_func(preds, dtrain):label = dtrain.get_label().valuesepsilon = 0.1summ = np.maximum(0.5 + epsilon, np.abs(label) + np.abs(preds) + epsilon)smape = np.mean(np.abs(label - preds) / summ) * 2return 'smape', float(smape), Falsefolds = KFold(n_splits=5, shuffle=True, random_state=2019)
oof = np.zeros(train_x.shape[0])
predictions = np.zeros(test.shape[0])train_y = np.log1p(train_y) # Data smoothing
feature_importance_df = pd.DataFrame()
for fold_, (trn_idx, val_idx) in enumerate(folds.split(train_x)):print("fold {}".format(fold_ + 1))trn_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[trn_idx], label=train_y.iloc[trn_idx])val_data = lgb.Dataset(train_x.iloc[val_idx], label=train_y.iloc[val_idx])clf = lgb.train(params,trn_data,num_round,valid_sets=[trn_data, val_data],verbose_eval=200,early_stopping_rounds=200)oof[val_idx] = clf.predict(train_x.iloc[val_idx], num_iteration=clf.best_iteration)fold_importance_df = pd.DataFrame()fold_importance_df["Feature"] = featuresfold_importance_df["importance"] = clf.feature_importance()fold_importance_df["fold"] = fold_ + 1feature_importance_df = pd.concat([feature_importance_df, fold_importance_df], axis=0)predictions += clf.predict(test, num_iteration=clf.best_iteration) / folds.n_splitsprint('mse %.6f' % mean_squared_error(train_y, oof))
print('mae %.6f' % mean_absolute_error(train_y, oof))result = np.expm1(predictions) #reduction
result = predictions

在回归任务中对目标函数值添加了一个log平滑,如果待预测的结果值跨度很大,做log平滑很有很好的效果提升。
代码链接:github

写在后面

欢迎您关注作者知乎:ML与DL成长之路

推荐关注公众号:AI成长社,ML与DL的成长圣地。

这篇关于【lightgbm, xgboost, nn代码整理一】lightgbm做二分类,多分类以及回归任务(含python源码)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1055537

相关文章

Conda与Python venv虚拟环境的区别与使用方法详解

《Conda与Pythonvenv虚拟环境的区别与使用方法详解》随着Python社区的成长,虚拟环境的概念和技术也在不断发展,:本文主要介绍Conda与Pythonvenv虚拟环境的区别与使用... 目录前言一、Conda 与 python venv 的核心区别1. Conda 的特点2. Python v

Python使用python-can实现合并BLF文件

《Python使用python-can实现合并BLF文件》python-can库是Python生态中专注于CAN总线通信与数据处理的强大工具,本文将使用python-can为BLF文件合并提供高效灵活... 目录一、python-can 库:CAN 数据处理的利器二、BLF 文件合并核心代码解析1. 基础合

Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具

《Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具》在处理视频数据时,获取视频的时长是一项常见且基础的需求,本文将详细介绍如何使用Python和OpenCV获取视频时长,并对每一行代码进行深入解析... 目录一、代码实现二、代码解析1. 导入 OpenCV 库2. 定义获取视频时长的函数3. 打开视频文

Python中你不知道的gzip高级用法分享

《Python中你不知道的gzip高级用法分享》在当今大数据时代,数据存储和传输成本已成为每个开发者必须考虑的问题,Python内置的gzip模块提供了一种简单高效的解决方案,下面小编就来和大家详细讲... 目录前言:为什么数据压缩如此重要1. gzip 模块基础介绍2. 基本压缩与解压缩操作2.1 压缩文

Spring IoC 容器的使用详解(最新整理)

《SpringIoC容器的使用详解(最新整理)》文章介绍了Spring框架中的应用分层思想与IoC容器原理,通过分层解耦业务逻辑、数据访问等模块,IoC容器利用@Component注解管理Bean... 目录1. 应用分层2. IoC 的介绍3. IoC 容器的使用3.1. bean 的存储3.2. 方法注

MySQL 删除数据详解(最新整理)

《MySQL删除数据详解(最新整理)》:本文主要介绍MySQL删除数据的相关知识,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录一、前言二、mysql 中的三种删除方式1.DELETE语句✅ 基本语法: 示例:2.TRUNCATE语句✅ 基本语

Python设置Cookie永不超时的详细指南

《Python设置Cookie永不超时的详细指南》Cookie是一种存储在用户浏览器中的小型数据片段,用于记录用户的登录状态、偏好设置等信息,下面小编就来和大家详细讲讲Python如何设置Cookie... 目录一、Cookie的作用与重要性二、Cookie过期的原因三、实现Cookie永不超时的方法(一)

Python内置函数之classmethod函数使用详解

《Python内置函数之classmethod函数使用详解》:本文主要介绍Python内置函数之classmethod函数使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 类方法定义与基本语法2. 类方法 vs 实例方法 vs 静态方法3. 核心特性与用法(1编程客

Python函数作用域示例详解

《Python函数作用域示例详解》本文介绍了Python中的LEGB作用域规则,详细解析了变量查找的四个层级,通过具体代码示例,展示了各层级的变量访问规则和特性,对python函数作用域相关知识感兴趣... 目录一、LEGB 规则二、作用域实例2.1 局部作用域(Local)2.2 闭包作用域(Enclos

Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解

《Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Python实现对阿里云OSS对象存储的操作相关知识,包括连接,上传,下载,列举等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、直接使用代码二、详细使用1. 环境准备2. 初始化配置3. bucket配置创建4. 文件上传到os