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数组array用法实例解析

本文以实例形式详细讲述了Python列表list数组array用法。分享给大家供大家参考。具体如下: Python中的列表(list)类似于C#中的可变数组(ArrayList),用于顺...

python多线程编程方式分析示例详解

在Python多线程中如何创建一个线程对象如果你要创建一个线程对象,很简单,只要你的类继承threading.Thread,然后在__init__里首先调用threading.Threa...

Python3.7安装keras和TensorFlow的教程图解

Python3.7安装keras和TensorFlow的教程图解

win10 Python3.7安装keras深度学习集成包 TensorFlow 和Ubuntu下安装keras 在win10下安装 安装时必须检查你的python是否为64位,32位不...

利用Tkinter和matplotlib两种方式画饼状图的实例

当我们学习python的时候,总会用到一些常用的模块,接下来我就详细讲解下利用两种不同的方式画饼状图。 首先利用【Tkinter】中的canvas画布来画饼状图: from tkin...

对python3 sort sorted 函数的应用详解

python3 sorted取消了对cmp的支持。 python3 帮助文档: sorted(iterable,key=None,reverse=False) key接受一个函数,...