更新 function.py

function.py

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-# function.py  
+# function.py
-import numpy as np  
+import numpy as np
-import csv
+from sklearn.preprocessing import StandardScaler  
+from sklearn.metrics import accuracy_score
+"""
+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。
 
-"""  
+注意事项:
-实验说明:  
+- 在 function.py 中实现对率回归算法。
-- 自行编写实现数据加载与预测病马死亡的对率回归算法。  
+- 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。
+- 自动评测脚本仅会加载 train_logreg、predict_logreg 和 load_data 函数，请勿修改函数名。
 
-注意事项:  
+测评环境:
-- 在 function.py 中实现对率回归算法。  
+- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz
-- 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。  
+- OS: Ubuntu 22.04.4 LTS
-- 自动评测脚本仅会加载 train_logreg、predict_logreg 和 load_data 函数，请勿修改函数名。  
+- Python: 3.10.12
-
+- numpy: 2.1.1
-测评环境:  
+"""
-- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz  
-- OS: Ubuntu 22.04.4 LTS  
-- Python: 3.10.12  
-- numpy: 2.1.1  
-"""  
-
-"""  
-请在这里填写学号和姓名，不填写即成绩无效。  
-姓名请直接**填写中文**  
-例如: name = "张三"  
-"""  
-id = "20221042323"  
-name = "李顺潮"  
 
 
-# 这里写自己的代码实现  
+"""
-def train_logreg(X, y, other_params=None):  
+请在这里填写学号和姓名，不填写即成绩无效
-    """  
+"""
-    对率回归训练函数。  
+id = "202210423223"
+name = "李顺潮"
 
-    Args:  
-    - X (numpy array): 特征数据。  
-    - y (numpy array): 标签数据。  
-    - 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**。  
 
-    Returns:  
+# 这里写自己的代码实现
-    - numpy array: 训练得到的权重。  
+def train_logreg(X, y, learning_rate=0.01, iterations=1000, lambda_reg=0.1):
-    """  
     m, n = X.shape  
-    weights = np.zeros(n)  # 初始化权重  
+    weights = np.zeros(n)  
-    learning_rate = 0.01   # 学习率设置  
+    bias = 0  
-    num_iterations = 1000   # 迭代次数  
+      
+    for _ in range(iterations):  
+        linear_output = np.dot(X, weights) + bias  
+        y_predicted = 1 / (1 + np.exp(-linear_output))  
+          
+        # 计算梯度（包括正则化项）  
+        dw = (1 / m) * np.dot(X.T, (y_predicted - y)) + (lambda_reg / m) * weights  
+        db = (1 / m) * np.sum(y_predicted - y)  
+          
+        # 更新权重和偏置  
+        weights -= learning_rate * dw  
+        bias -= learning_rate * db  
+      
+    return weights, bias    
 
-    # 对率回归的梯度下降  
+def predict_logreg(inX, weights, bias):
-    for _ in range(num_iterations):  
+    linear_output = np.dot(inX, weights) + bias  
-        linear_model = np.dot(X, weights)  
+    y_predicted = 1 if linear_output >= 0 else 0  # 简化阈值判断，因为已经通过sigmoid函数输出  
-        predictions = 1 / (1 + np.exp(-linear_model))  # Sigmoid函数  
+    # 注意：这里为了与原始代码保持一致，使用了0.5作为阈值，但实际上由于sigmoid输出范围在(0,1)，可以直接比较linear_output和0  
-        errors = y - predictions  
+    # return 1 if y_predicted >= 0.5 else 0  # 等价于上面的判断，但多余计算了sigmoid  
-        weights += learning_rate * np.dot(X.T, errors) / m  # 更新权重  
+    return y_predicted 
 
-    return weights  
+# 这里也写自己的代码实现
+def load_data(filepath):
+    data = []  
+    with open(filepath, 'r') as file:  
+        for line in file:  
+            parts = line.strip().split()  
+            # 将缺失值'?'替换为np.nan，然后使用0填充（或选择其他适当的填充策略）  
+            features = [float(part) if part != '?' else np.nan for part in parts[:-1]]  
+            # 填充NaN值（这里选择0，但也可以考虑使用均值、中位数等）  
+            features = np.nan_to_num(features, nan=0.0)  
+            # 将标签从2转换为1（如果原始标签是1和2的话），这里假设标签已经是0和1  
+            label = int(parts[-1])  # 假设标签已经是0和1，无需转换  
+            data.append(features + [label])  
+  
+    data_array = np.array(data)  
+    X = data_array[:, :-1]  
+    y = data_array[:, -1]  
+      
+    # 特征缩放（标准化）  
+    scaler = StandardScaler()  
+    X_scaled = scaler.fit_transform(X)  
+      
+    return X_scaled, y
 
-
+if __name__ == "__main__":
-def predict_logreg(inX, weights):  
+    # 加载训练集和测试集  
-    """  
+    X_train, y_train = load_data("./data/horse-colic.data")  
-    对率回归预测函数。  
+    X_test, y_test = load_data("./data/horse-colic.test")  
-
+      
-    Args:  
+    # 训练对率回归模型  
-    - inX (numpy array): 输入待分类的样本。  
+    weights, bias = train_logreg(X_train, y_train, learning_rate=0.01, iterations=1000, lambda_reg=0.1)  
-    - weights (numpy array): 训练得到的权重。  
+      
-
+    # 测试模型并评估性能  
-    Returns:  
+    y_pred = [predict_logreg(x, weights, bias) for x in X_test]  
-    - int: 预测的分类标签。  
+    accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)  
-    """  
+    print(f"模型准确率: {accuracy}")  
-    linear_model = np.dot(inX, weights)  
+      
-    predictions = 1 / (1 + np.exp(-linear_model))  # Sigmoid函数  
+    # 打印单个测试样本的预测结果和实际结果（示例）  
-    return np.round(predictions).astype(int)  # 返回0或1  
+    # 注意：索引11可能需要根据实际测试集调整，这里仅作为示例  
-
+    sample_index = 11  # 假设要测试的样本索引是11（注意：索引可能需要根据实际数据调整）  
-
+    print(f"预测结果: {y_pred[sample_index]}, 实际结果: {y_test[sample_index]}") 
-# 这里也写自己的代码实现  
-def load_data(filepath):  
-    """  
-    从文件中加载数据，处理缺失值并确保格式正确。  
-
-    Args:  
-    - filepath (str): 数据文件路径。  
-
-    Returns:  
-    - np.array: 特征数据。  
-    - np.array: 标签数据。  
-    """  
-    features = []  
-    labels = []  
-    
-    with open(filepath, 'r') as f:  
-        reader = csv.reader(f)  
-        for row in reader:  
-            # 检查每一行是否包含预期数量的列，这里假设每行需要至少一个特征和一个标签  
-            if len(row) > 1:  
-                features.append([float(x) for x in row[:-1]])  # 将特征转换为浮点数  
-                labels.append(row[-1])  # 取最后一列作为标签  
-
-    # 转换成NumPy数组  
-    X = np.array(features)  
-    y = np.array(labels)  
-
-    # 确保 y 只包含 0 和 1  
-    y = np.where(y == '1', 1, 0)  
-
-    # 过滤掉包含 NaN 的行  
-    valid_indices = ~np.isnan(X).any(axis=1) & ~np.isnan(y.astype(float))  
-    X = X[valid_indices]  
-    y = y[valid_indices]  
-
-    return X, y
-
-
-if __name__ == "__main__":  
-    # 以下代码可用于测试，可自行随意修改  
-    # 加载训练集  
-    X_train, y_train = load_data("./data/horse-colic.data")
-    print(f"预测结果: {y_pred[sample_index]}, 实际结果: {y_test[sample_index]}")