温馨提示×

温馨提示×

您好,登录后才能下订单哦!

密码登录×
登录注册×
其他方式登录
点击 登录注册 即表示同意《亿速云用户服务条款》

Python中如何支持向量机

发布时间:2021-05-11 18:06:27 来源:亿速云 阅读:198 作者:Leah 栏目:开发技术

Python中如何支持向量机?相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。

python主要应用领域有哪些

1、云计算,典型应用OpenStack。2、WEB前端开发,众多大型网站均为Python开发。3.人工智能应用,基于大数据分析和深度学习而发展出来的人工智能本质上已经无法离开python。4、系统运维工程项目,自动化运维的标配就是python+Django/flask。5、金融理财分析,量化交易,金融分析。6、大数据分析。

运行环境

  • Pyhton3

  • numpy(科学计算包)

  • matplotlib(画图所需,不画图可不必)

计算过程

st=>start: 开始
e=>end: 结束
op1=>operation: 读入数据
op2=>operation: 格式化数据
cond=>condition: 是否达到迭代次数
op3=>operation: 寻找超平面分割最小间隔
ccond=>conditon: 数据是否改变
op4=>operation: 输出结果
st->op1->op2->cond
cond(yes)->op4->e
cond(no)->op3

啊,这markdown flow好难用,我决定就画到这吧=。=

输入样例

/* testSet.txt */
3.542485 1.977398 -1
3.018896 2.556416 -1
7.551510 -1.580030 1
2.114999 -0.004466 -1
8.127113 1.274372 1
7.108772 -0.986906 1
8.610639 2.046708 1
2.326297 0.265213 -1
3.634009 1.730537 -1
0.341367 -0.894998 -1
3.125951 0.293251 -1
2.123252 -0.783563 -1
0.887835 -2.797792 -1
7.139979 -2.329896 1
1.696414 -1.212496 -1
8.117032 0.623493 1
8.497162 -0.266649 1
4.658191 3.507396 -1
8.197181 1.545132 1
1.208047 0.213100 -1
1.928486 -0.321870 -1
2.175808 -0.014527 -1
7.886608 0.461755 1
3.223038 -0.552392 -1
3.628502 2.190585 -1
7.407860 -0.121961 1
7.286357 0.251077 1
2.301095 -0.533988 -1
-0.232542 -0.547690 -1
3.457096 -0.082216 -1
3.023938 -0.057392 -1
8.015003 0.885325 1
8.991748 0.923154 1
7.916831 -1.781735 1
7.616862 -0.217958 1
2.450939 0.744967 -1
7.270337 -2.507834 1
1.749721 -0.961902 -1
1.803111 -0.176349 -1
8.804461 3.044301 1
1.231257 -0.568573 -1
2.074915 1.410550 -1
-0.743036 -1.736103 -1
3.536555 3.964960 -1
8.410143 0.025606 1
7.382988 -0.478764 1
6.960661 -0.245353 1
8.234460 0.701868 1
8.168618 -0.903835 1
1.534187 -0.622492 -1
9.229518 2.066088 1
7.886242 0.191813 1
2.893743 -1.643468 -1
1.870457 -1.040420 -1
5.286862 -2.358286 1
6.080573 0.418886 1
2.544314 1.714165 -1
6.016004 -3.753712 1
0.926310 -0.564359 -1
0.870296 -0.109952 -1
2.369345 1.375695 -1
1.363782 -0.254082 -1
7.279460 -0.189572 1
1.896005 0.515080 -1
8.102154 -0.603875 1
2.529893 0.662657 -1
1.963874 -0.365233 -1
8.132048 0.785914 1
8.245938 0.372366 1
6.543888 0.433164 1
-0.236713 -5.766721 -1
8.112593 0.295839 1
9.803425 1.495167 1
1.497407 -0.552916 -1
1.336267 -1.632889 -1
9.205805 -0.586480 1
1.966279 -1.840439 -1
8.398012 1.584918 1
7.239953 -1.764292 1
7.556201 0.241185 1
9.015509 0.345019 1
8.266085 -0.230977 1
8.545620 2.788799 1
9.295969 1.346332 1
2.404234 0.570278 -1
2.037772 0.021919 -1
1.727631 -0.453143 -1
1.979395 -0.050773 -1
8.092288 -1.372433 1
1.667645 0.239204 -1
9.854303 1.365116 1
7.921057 -1.327587 1
8.500757 1.492372 1
1.339746 -0.291183 -1
3.107511 0.758367 -1
2.609525 0.902979 -1
3.263585 1.367898 -1
2.912122 -0.202359 -1
1.731786 0.589096 -1
2.387003 1.573131 -1

代码实现

# -*- coding:utf-8 -*-
#!python3
__author__ = 'Wsine'
from numpy import *
import matplotlib.pyplot as plt
import operator
import time
def loadDataSet(fileName):
  dataMat = []
  labelMat = []
  with open(fileName) as fr:
    for line in fr.readlines():
      lineArr = line.strip().split('\t')
      dataMat.append([float(lineArr[0]), float(lineArr[1])])
      labelMat.append(float(lineArr[2]))
  return dataMat, labelMat
def selectJrand(i, m):
  j = i
  while (j == i):
    j = int(random.uniform(0, m))
  return j
def clipAlpha(aj, H, L):
  if aj > H:
    aj = H
  if L > aj:
    aj = L
  return aj
class optStruct:
  def __init__(self, dataMatIn, classLabels, C, toler):
    self.X = dataMatIn
    self.labelMat = classLabels
    self.C = C
    self.tol = toler
    self.m = shape(dataMatIn)[0]
    self.alphas = mat(zeros((self.m, 1)))
    self.b = 0
    self.eCache = mat(zeros((self.m, 2)))
def calcEk(oS, k):
  fXk = float(multiply(oS.alphas, oS.labelMat).T * (oS.X * oS.X[k, :].T)) + oS.b
  Ek = fXk - float(oS.labelMat[k])
  return Ek
def selectJ(i, oS, Ei):
  maxK = -1
  maxDeltaE = 0
  Ej = 0
  oS.eCache[i] = [1, Ei]
  validEcacheList = nonzero(oS.eCache[:, 0].A)[0]
  if (len(validEcacheList)) > 1:
    for k in validEcacheList:
      if k == i:
        continue
      Ek = calcEk(oS, k)
      deltaE = abs(Ei - Ek)
      if (deltaE > maxDeltaE):
        maxK = k
        maxDeltaE = deltaE
        Ej = Ek
    return maxK, Ej
  else:
    j = selectJrand(i, oS.m)
    Ej = calcEk(oS, j)
  return j, Ej
def updateEk(oS, k):
  Ek = calcEk(oS, k)
  oS.eCache[k] = [1, Ek]
def innerL(i, oS):
  Ei = calcEk(oS, i)
  if ((oS.labelMat[i] * Ei < -oS.tol) and (oS.alphas[i] < oS.C)) or ((oS.labelMat[i] * Ei > oS.tol) and (oS.alphas[i] > 0)):
    j, Ej = selectJ(i, oS, Ei)
    alphaIold = oS.alphas[i].copy()
    alphaJold = oS.alphas[j].copy()
    if (oS.labelMat[i] != oS.labelMat[j]):
      L = max(0, oS.alphas[j] - oS.alphas[i])
      H = min(oS.C, oS.C + oS.alphas[j] - oS.alphas[i])
    else:
      L = max(0, oS.alphas[j] + oS.alphas[i] - oS.C)
      H = min(oS.C, oS.alphas[j] + oS.alphas[i])
    if (L == H):
      # print("L == H")
      return 0
    eta = 2.0 * oS.X[i, :] * oS.X[j, :].T - oS.X[i, :] * oS.X[i, :].T - oS.X[j, :] * oS.X[j, :].T
    if eta >= 0:
      # print("eta >= 0")
      return 0
    oS.alphas[j] -= oS.labelMat[j] * (Ei - Ej) / eta
    oS.alphas[j] = clipAlpha(oS.alphas[j], H, L)
    updateEk(oS, j)
    if (abs(oS.alphas[j] - alphaJold) < 0.00001):
      # print("j not moving enough")
      return 0
    oS.alphas[i] += oS.labelMat[j] * oS.labelMat[i] * (alphaJold - oS.alphas[j])
    updateEk(oS, i)
    b1 = oS.b - Ei - oS.labelMat[i] * (oS.alphas[i] - alphaIold) * oS.X[i, :] * oS.X[i, :].T - oS.labelMat[j] * (oS.alphas[j] - alphaJold) * oS.X[i, :] * oS.X[j, :].T
    b2 = oS.b - Ei - oS.labelMat[i] * (oS.alphas[i] - alphaIold) * oS.X[i, :] * oS.X[j, :].T - oS.labelMat[j] * (oS.alphas[j] - alphaJold) * oS.X[j, :] * oS.X[j, :].T
    if (0 < oS.alphas[i]) and (oS.C > oS.alphas[i]):
      oS.b = b1
    elif (0 < oS.alphas[j]) and (oS.C > oS.alphas[j]):
      oS.b = b2
    else:
      oS.b = (b1 + b2) / 2.0
    return 1
  else:
    return 0
def smoP(dataMatIn, classLabels, C, toler, maxIter, kTup=('lin', 0)):
  """
  输入:数据集, 类别标签, 常数C, 容错率, 最大循环次数
  输出:目标b, 参数alphas
  """
  oS = optStruct(mat(dataMatIn), mat(classLabels).transpose(), C, toler)
  iterr = 0
  entireSet = True
  alphaPairsChanged = 0
  while (iterr < maxIter) and ((alphaPairsChanged > 0) or (entireSet)):
    alphaPairsChanged = 0
    if entireSet:
      for i in range(oS.m):
        alphaPairsChanged += innerL(i, oS)
      # print("fullSet, iter: %d i:%d, pairs changed %d" % (iterr, i, alphaPairsChanged))
      iterr += 1
    else:
      nonBoundIs = nonzero((oS.alphas.A > 0) * (oS.alphas.A < C))[0]
      for i in nonBoundIs:
        alphaPairsChanged += innerL(i, oS)
        # print("non-bound, iter: %d i:%d, pairs changed %d" % (iterr, i, alphaPairsChanged))
      iterr += 1
    if entireSet:
      entireSet = False
    elif (alphaPairsChanged == 0):
      entireSet = True
    # print("iteration number: %d" % iterr)
  return oS.b, oS.alphas
def calcWs(alphas, dataArr, classLabels):
  """
  输入:alphas, 数据集, 类别标签
  输出:目标w
  """
  X = mat(dataArr)
  labelMat = mat(classLabels).transpose()
  m, n = shape(X)
  w = zeros((n, 1))
  for i in range(m):
    w += multiply(alphas[i] * labelMat[i], X[i, :].T)
  return w
def plotFeature(dataMat, labelMat, weights, b):
  dataArr = array(dataMat)
  n = shape(dataArr)[0]
  xcord1 = []; ycord1 = []
  xcord2 = []; ycord2 = []
  for i in range(n):
    if int(labelMat[i]) == 1:
      xcord1.append(dataArr[i, 0])
      ycord1.append(dataArr[i, 1])
    else:
      xcord2.append(dataArr[i, 0])
      ycord2.append(dataArr[i, 1])
  fig = plt.figure()
  ax = fig.add_subplot(111)
  ax.scatter(xcord1, ycord1, s=30, c='red', marker='s')
  ax.scatter(xcord2, ycord2, s=30, c='green')
  x = arange(2, 7.0, 0.1)
  y = (-b[0, 0] * x) - 10 / linalg.norm(weights)
  ax.plot(x, y)
  plt.xlabel('X1'); plt.ylabel('X2')
  plt.show()
def main():
  trainDataSet, trainLabel = loadDataSet('testSet.txt')
  b, alphas = smoP(trainDataSet, trainLabel, 0.6, 0.0001, 40)
  ws = calcWs(alphas, trainDataSet, trainLabel)
  print("ws = \n", ws)
  print("b = \n", b)
  plotFeature(trainDataSet, trainLabel, ws, b)
if __name__ == '__main__':
  start = time.clock()
  main()
  end = time.clock()
  print('finish all in %s' % str(end - start))

输出样例

ws =
 [[ 0.65307162]
 [-0.17196128]]
b =
 [[-2.89901748]]
finish all in 2.5683854014099112

Python中如何支持向量机

看完上述内容,你们掌握Python中如何支持向量机的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注亿速云行业资讯频道,感谢各位的阅读!

向AI问一下细节

免责声明:本站发布的内容(图片、视频和文字)以原创、转载和分享为主,文章观点不代表本网站立场,如果涉及侵权请联系站长邮箱:is@yisu.com进行举报,并提供相关证据,一经查实,将立刻删除涉嫌侵权内容。

AI