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模块的制作方法实例分析

本文实例讲述了Python模块的制作方法。分享给大家供大家参考,具体如下: 1 目的 利用setup.py将框架安装到python环境中,作为第三方模块来调用, 2 第一步:完成setu...

Python入门Anaconda和Pycharm的安装和配置详解

Python入门Anaconda和Pycharm的安装和配置详解

子曰:“工欲善其事,必先利其器。”学习Python就需要有编译Python程序的软件,一般情况下,我们选择在Python官网下载对应版本的Python然后用记事本编写,再在终端进行编译运...

python实现百度OCR图片识别过程解析

这篇文章主要介绍了python实现百度OCR图片识别过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 代码如下 import...

python用plt画图时,cmp设置方法

在python,有时候是需要画图的,比如把一个矩阵用图像的形式显示,之前用的好好的,每次用plt.imshow(),都是彩色图,不知为啥,突然全是黑白图了,于是需要设置cmap的值,如下...

Python函数参数类型及排序原理总结

这篇文章主要介绍了Python函数参数类型及排序原理总结,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 Python中函数的参数问题有...