generated from LufsX/Challenge-SVM
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# function.py
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import numpy as np
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import numpy as np
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"""
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挑战说明:
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- 自行编写实现数据加载与预测病马死亡的支持向量机算法。
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"""
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挑战说明:
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- 自行编写实现数据加载与预测病马死亡的支持向量机算法。
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注意事项:
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- 在 function.py 中实现支持向量机算法。
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- 可以自行导入其他库,需要在 requirements.txt 添加依赖,若未在 requirements.txt 中添加使用到的依赖,则无法自动评测,成绩为零。
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- 自动评测脚本仅会加载 train_svm、predict_svm 和 load_data 函数,请勿修改函数名。
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注意事项:
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- 在 function.py 中实现支持向量机算法。
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- 可以自行导入其他库,需要在 requirements.txt 添加依赖,若未在 requirements.txt 中添加使用到的依赖,则无法自动评测,成绩为零。
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- 自动评测脚本仅会加载 train_svm、predict_svm 和 load_data 函数,请勿修改函数名。
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测评环境:
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- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz
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- OS: Ubuntu 22.04.4 LTS
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- Python: 3.10.12
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- numpy: 2.1.1
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"""
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测评环境:
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- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz
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- OS: Ubuntu 22.04.4 LTS
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||||
- Python: 3.10.12
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||||
- numpy: 2.1.1
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"""
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"""
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请在这里填写学号和姓名,不填写即成绩无效。
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姓名请直接**填写中文**
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例如: name = "张三"
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"""
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id = "202210423xxx"
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name = "test_name"
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"""
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||||
请在这里填写学号和姓名,不填写即成绩无效。
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||||
姓名请直接**填写中文**
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例如: name = "张三"
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"""
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id = "202210423206"
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name = "詹宇豪"
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# 这里写自己的代码实现
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def train_svm(X, y, other_params="你自己设置一些其它参数"):
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# 这里写自己的代码实现
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import numpy as np
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from sklearn.svm import SVC
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from sklearn.model_selection import train_test_split, cross_val_score
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from sklearn.metrics import classification_report, accuracy_score
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from sklearn.preprocessing import StandardScaler
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# 数据加载函数
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def load_data(filepath):
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"""
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从文件中加载数据,若不自行正确实现,则无法通过评测,**不记录成绩**。
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Args:
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- filepath (str): 数据文件路径。
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Returns:
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- np.array: 特征数据。
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- np.array: 标签数据。
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"""
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data = []
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labels = []
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with open(filepath, 'r') as file:
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for line in file:
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fields = line.strip().split()
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# 处理缺失值,用0填充
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fields = [0 if f == '?' else float(f) for f in fields]
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# 标签是倒数第6列
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label = int(fields[-6])
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# 特征为其他列(不包含倒数第6列标签)
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features = np.array(fields[: -6] + fields[-5:], dtype=float)
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# 标签映射:将 1->0, 2->1, 3->2
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if label == 1:
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label = 0
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elif label == 2:
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label = 1
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elif label == 3:
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label = 2
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else:
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print(f"无效标签,跳过此样本:{label}")
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continue # 跳过无效标签
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# 添加数据和标签
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data.append(features)
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labels.append(label)
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# 转换为numpy数组
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data = np.array(data)
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labels = np.array(labels)
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return data, labels
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def train_svm(X, y, other_params=None):
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"""
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支持向量机训练函数。
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Args:
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- X (numpy array): 特征数据。
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- y (numpy array): 标签数据。
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- other_params (str): 其它参数,可选设置。若需设置其它参数,必须设置其默认值,否则将**无法通过**自动评测,**成绩为零**。
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||||
- other_params (str): 其它参数,可选设置。若需设置其它参数,必须设置其默认值,否则将无法通过自动评测,成绩为零。
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Returns:
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- numpy array: 训练得到的权重。
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- SVC: 训练好的SVM模型。
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"""
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# 使用高斯核(RBF核)训练SVM
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model = SVC(kernel='rbf', C=1.0, gamma='scale', random_state=42)
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model.fit(X, y)
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return model
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def predict_svm(inX, weights):
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def predict_svm(inX, model):
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"""
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支持向量机预测函数。
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Args:
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- inX (numpy array): 输入待分类的样本。
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- weights (numpy array): 训练得到的权重。
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- model (SVC): 训练得到的支持向量机模型。
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Returns:
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- int: 预测的分类标签。
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"""
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return model.predict(inX.reshape(1, -1))[0]
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# 这里也写自己的代码实现
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def load_data(filepath):
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"""
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||||
从文件中加载数据,若不自行正确实现,则无法通过评测,**不记录成绩**。
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Args:
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- directory (str): 数据文件路径。
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||||
Returns:
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- np.array: 特征数据。
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||||
- np.array: 标签数据。
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"""
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if __name__ == "__main__":
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# 以下代码可用于测试,可自行随意修改
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# 加载训练集
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if __name__ == "__main__":
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# 加载数据
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X_train, y_train = load_data("./data/horse-colic.data")
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# 加载测试集
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X_test, y_test = load_data("./data/horse-colic.test")
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# 划分数据集
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X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X_train, y_train, test_size=0.2, random_state=42, stratify=y_train)
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# 数据标准化
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scaler = StandardScaler()
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X_train = scaler.fit_transform(X_train)
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X_test = scaler.transform(X_test)
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# 交叉验证评估
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print("正在进行交叉验证评估...")
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# 使用交叉验证计算准确率,设置10折交叉验证
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svm_model = SVC(kernel='rbf', C=1.0, gamma='scale', random_state=41)
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cv_scores = cross_val_score(svm_model, X_train, y_train, cv=10, scoring='accuracy')
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# 输出交叉验证的准确率
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print(f"交叉验证准确率: {cv_scores.mean():.4f} ± {cv_scores.std():.4f}")
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# 训练支持向量机模型
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weights = train_svm(X_train, y_train, learning_rate=0.01, iterations=1000)
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print("正在训练支持向量机模型...")
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svm_model.fit(X_train, y_train)
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# 预测测试集
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y_pred = svm_model.predict(X_test)
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# 输出评估结果
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print("\n分类报告:")
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print(classification_report(y_test, y_pred, target_names=["存活", "安乐死", "死亡"]))
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# 输出准确率
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accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
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print(f"测试集准确率: {accuracy * 100:.2f}%")
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# 测试单个数据
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y_pred = predict_svm(X_test[11], weights)
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print(f"预测结果: {y_pred}, 实际结果: {y_test[11]}")
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test_sample = X_test[11] # 选择第12个样本(从0开始计数)
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y_pred_single = predict_svm(test_sample, svm_model)
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print(f"\n单个样本预测结果: {y_pred_single}, 实际结果: {y_test[11]}")
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