本文实例讲述了Python实现的简单线性回归算法。分享给大家供大家参考,具体如下:
用python实现R的线性模型(lm)中一元线性回归的简单方法,使用R的women示例数据,R的运行结果:
> summary(fit)
Call:
lm(formula = weight ~ height, data = women)
Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
-1.7333 -1.1333 -0.3833 0.7417 3.1167
Coefficients:
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)
(Intercept) -87.51667 5.93694 -14.74 1.71e-09 ***
height 3.45000 0.09114 37.85 1.09e-14 ***
---
Signif. codes: 0 ‘***' 0.001 ‘**' 0.01 ‘*' 0.05 ‘.' 0.1 ‘ ' 1
Residual standard error: 1.525 on 13 degrees of freedom
Multiple R-squared: 0.991, Adjusted R-squared: 0.9903
F-statistic: 1433 on 1 and 13 DF, p-value: 1.091e-14
python实现的功能包括:
- 计算pearson相关系数
- 使用最小二乘法计算回归系数
- 计算拟合优度判定系数R2R2
- 计算估计标准误差Se
- 计算显著性检验的F和P值
import numpy as np import scipy.stats as ss class Lm: """简单一元线性模型,计算回归系数、拟合优度的判定系数和 估计标准误差,显著性水平""" def __init__(self, data_source, separator): self.beta = np.matrix(np.zeros(2)) self.yhat = np.matrix(np.zeros(2)) self.r2 = 0.0 self.se = 0.0 self.f = 0.0 self.msr = 0.0 self.mse = 0.0 self.p = 0.0 data_mat = np.genfromtxt(data_source, delimiter=separator) self.xarr = data_mat[:, :-1] self.yarr = data_mat[:, -1] self.ybar = np.mean(self.yarr) self.dfd = len(self.yarr) - 2 # 自由度n-2 return # 计算协方差 @staticmethod def cov_custom(x, y): result = sum((x - np.mean(x)) * (y - np.mean(y))) / (len(x) - 1) return result # 计算相关系数 @staticmethod def corr_custom(x, y): return Lm.cov_custom(x, y) / (np.std(x, ddof=1) * np.std(y, ddof=1)) # 计算回归系数 def simple_regression(self): xmat = np.mat(self.xarr) ymat = np.mat(self.yarr).T xtx = xmat.T * xmat if np.linalg.det(xtx) == 0.0: print('Can not resolve the problem') return self.beta = np.linalg.solve(xtx, xmat.T * ymat) # xtx.I * (xmat.T * ymat) self.yhat = (xmat * self.beta).flatten().A[0] return # 计算拟合优度的判定系数R方,即相关系数corr的平方 def r_square(self): y = np.mat(self.yarr) ybar = np.mean(y) self.r2 = np.sum((self.yhat - ybar) ** 2) / np.sum((y.A - ybar) ** 2) return # 计算估计标准误差 def estimate_deviation(self): y = np.array(self.yarr) self.se = np.sqrt(np.sum((y - self.yhat) ** 2) / self.dfd) return # 显著性检验F def sig_test(self): ybar = np.mean(self.yarr) self.msr = np.sum((self.yhat - ybar) ** 2) self.mse = np.sum((self.yarr - self.yhat) ** 2) / self.dfd self.f = self.msr / self.mse self.p = ss.f.sf(self.f, 1, self.dfd) return def summary(self): self.simple_regression() corr_coe = Lm.corr_custom(self.xarr[:, -1], self.yarr) self.r_square() self.estimate_deviation() self.sig_test() print('The Pearson\'s correlation coefficient: %.3f' % corr_coe) print('The Regression Coefficient: %s' % self.beta.flatten().A[0]) print('R square: %.3f' % self.r2) print('The standard error of estimate: %.3f' % self.se) print('F-statistic: %d on %s and %s DF, p-value: %.3e' % (self.f, 1, self.dfd, self.p))
python执行结果:
The Regression Coefficient: [-87.51666667 3.45 ]
R square: 0.991
The standard error of estimate: 1.525
F-statistic: 1433 on 1 and 13 DF, p-value: 1.091e-14
其中求回归系数时用矩阵转置求逆再用numpy
内置的解线性方程组的方法是最快的:
a = np.mat(women.xarr); b = np.mat(women.yarr).T timeit (a.I * b) 99.9 µs ± 941 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each) timeit ata.I * (a.T*b) 64.9 µs ± 717 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each) timeit np.linalg.solve(ata, a.T*b) 15.1 µs ± 126 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)
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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。
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稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
更新日志
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