python实现最小二乘法线性拟合

yipeiwu_com6年前Python基础

本文python代码实现的是最小二乘法线性拟合,并且包含自己造的轮子与别人造的轮子的结果比较。

问题:对直线附近的带有噪声的数据进行线性拟合,最终求出w,b的估计值。

最小二乘法基本思想是使得样本方差最小。

代码中self_func()函数为自定义拟合函数,skl_func()为调用scikit-learn中线性模块的函数。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.linear_model import LinearRegression
 
n = 101
 
x = np.linspace(0,10,n)
noise = np.random.randn(n)
y = 2.5 * x + 0.8 + 2.0 * noise
 
def self_func(steps=100, alpha=0.01):
  w = 0.5
  b = 0
  alpha = 0.01
  for i in range(steps):
    y_hat = w*x + b
    dy = 2.0*(y_hat - y)
    dw = dy*x
    db = dy
    w = w - alpha*np.sum(dw)/n
    b = b - alpha*np.sum(db)/n
    e = np.sum((y_hat-y)**2)/n
    #print (i,'W=',w,'\tb=',b,'\te=',e)
  print ('self_func:\tW =',w,'\n\tb =',b)
  plt.scatter(x,y)
  plt.plot(np.arange(0,10,1), w*np.arange(0,10,1) + b, color = 'r', marker = 'o', label = 'self_func(steps='+str(steps)+', alpha='+str(alpha)+')')
 
def skl_func():
  lr = LinearRegression()
  lr.fit(x.reshape(-1,1),y)
  y_hat = lr.predict(np.arange(0,10,0.75).reshape(-1,1))
  print('skl_fun:\tW = %f\n\tb = %f'%(lr.coef_,lr.intercept_))
  plt.plot(np.arange(0,10,0.75), y_hat, color = 'g', marker = 'x', label = 'skl_func')
  
self_func(10000)
skl_func()
plt.legend(loc='upper left')
plt.show()

结果:

self_func:  W = 2.5648753825503197     b = 0.24527830841237772
skl_fun:     W = 2.564875                             b = 0.245278

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python列表list操作符实例分析【标准类型操作符、切片、连接字符、列表解析、重复操作等】

Python列表list操作符实例分析【标准类型操作符、切片、连接字符、列表解析、重复操作等】

本文实例讲述了Python列表list操作符。分享给大家供大家参考,具体如下: #coding=utf8 ''''' 列表也可以使用比较操作符,比较时更加ASCII进行比较的。 比较...

Windows下python3.7安装教程

Windows下python3.7安装教程

记录了Windows安装python3.7的详细过程,供大家参考,具体内容如下 1. 在python的官网下载python对应版本:官网地址 64位下载Windows x86-64 ex...

Django实现WebSSH操作物理机或虚拟机的方法

Django实现WebSSH操作物理机或虚拟机的方法

我想用它替换掉xshell、crt之类的工具 WebSSH操作物理机或虚拟机 上篇文章给大家介绍详解基于django实现的webssh简单例子,有小伙伴说咖啡哥,我们现在还没有用上Kub...

PyTorch搭建一维线性回归模型(二)

PyTorch搭建一维线性回归模型(二)

PyTorch基础入门二:PyTorch搭建一维线性回归模型 1)一维线性回归模型的理论基础 给定数据集,线性回归希望能够优化出一个好的函数,使得能够和尽可能接近。 如何才能学习到参数和...

windows下Anaconda的安装与配置正解(Anaconda入门教程) 原创

windows下Anaconda的安装与配置正解(Anaconda入门教程) 原创

一、下载anaconda 第一步当然是下载anaconda了,官方网站的下载需要用迅雷才能快点,或者直接到清华大学镜像站下载。当然这里推荐【听图阁-专注于Python设计】下载,下载地址...