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Experiment-LogReg/function.py
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Xionghaoran d85edc9d22
Gitea Actions Experiment Test / Experiment-Actions (push) Successful in 1m13s
更新 function.py
2024-10-31 16:06:18 +08:00

94 lines
2.5 KiB
Python

import numpy as np
"""
实验说明:
- 自行编写实现数据加载与预测病马死亡的对率回归算法。
"""
# 填写学号和姓名
id = "202210423213" # 请替换为实际学号
name = "熊浩燃" # 请替换为实际姓名
def sigmoid(z):
"""计算Sigmoid函数值"""
return 1 / (1 + np.exp(-z))
def train_logreg(X, y, learning_rate=0.01, iterations=5000, reg_lambda=0.1):
"""
对率回归训练函数,带正则化项。
Args:
- X (numpy array): 特征数据。
- y (numpy array): 标签数据。
- learning_rate (float): 学习率,默认为0.01。
- iterations (int): 梯度下降迭代次数,默认为5000。
- reg_lambda (float): L2正则化系数,默认为0.1。
Returns:
- numpy array: 训练得到的权重。
"""
# 数据标准化
X = (X - X.mean(axis=0)) / X.std(axis=0)
# 初始化权重
weights = np.zeros(X.shape[1])
# 批量梯度下降
for i in range(iterations):
predictions = sigmoid(np.dot(X, weights))
errors = y - predictions
# 更新权重,带L2正则化
weights += learning_rate * (np.dot(X.T, errors) - reg_lambda * weights)
return weights
def predict_logreg(inX, weights):
"""
对率回归预测函数。
Args:
- inX (numpy array): 输入待分类的样本。
- weights (numpy array): 训练得到的权重。
Returns:
- int: 预测的分类标签。
"""
probability = sigmoid(np.dot(inX, weights))
return 1 if probability >= 0.5 else 0
def load_data(filepath):
"""
从文件中加载数据,并填充缺失值。
Args:
- filepath (str): 数据文件路径。
Returns:
- np.array: 特征数据。
- np.array: 标签数据。
"""
data = np.genfromtxt(filepath, delimiter=" ", dtype=float, missing_values="?", filling_values=np.nan)
# 使用列均值填充缺失值
col_means = np.nanmean(data, axis=0)
indices = np.where(np.isnan(data))
data[indices] = np.take(col_means, indices[1])
X = data[:, :-1] # 特征
y = data[:, -1] # 标签
return X, y
if __name__ == "__main__":
# 加载训练集
X_train, y_train = load_data("./data/horse-colic.data")
# 加载测试集
X_test, y_test = load_data("./data/horse-colic.test")
# 训练对率回归模型
weights = train_logreg(X_train, y_train, learning_rate=0.01, iterations=5000, reg_lambda=0.1)
# 测试单个数据
y_pred = predict_logreg(X_test[11], weights)
print(f"预测结果: {y_pred}, 实际结果: {y_test[11]}")