python实现最小二乘法线性拟合

yipeiwu_com7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之父谈Python的未来形式

6月初,Python之父Guido van Rossum在今天的PyCon US大会上作了名为“Python Language”的演讲。近日,他又接受了IT媒体Infoworld的采访,...

PyTorch实现ResNet50、ResNet101和ResNet152示例

PyTorch实现ResNet50、ResNet101和ResNet152示例

PyTorch: https://github.com/shanglianlm0525/PyTorch-Networks import torch import torch.nn...

python实现基于朴素贝叶斯的垃圾分类算法

python实现基于朴素贝叶斯的垃圾分类算法

一、模型方法        本工程采用的模型方法为朴素贝叶斯分类算法,它的核心算法思想基于概率论。我们称之为“朴素”,是因为整个形式化过程只做最原...

使用 Python 实现简单的 switch/case 语句的方法

在Python中是没有Switch / Case语句的,很多人认为这种语句不够优雅灵活,在Python中用字典来处理多条件匹配问题字典会更简单高效,对于有一定经验的Python玩家不得不...

整理Python中的赋值运算符

整理Python中的赋值运算符

下表列出了所有Python语言支持的赋值运算符。假设变量a持有10和变量b持有20,则:  例如: 试试下面的例子就明白了所有在Python编程语言可供选择的赋值运算符:...