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 存储字符串时节省空间的方法

从 Python 3 开始,str 类型代表着 Unicode 字符串。取决于编码的类型,一个 Unicode 字符可能会占 4 个字节,这个有些时候有点浪费内存。 出于内存占用以及性能...

利用aardio给python编写图形界面

利用aardio给python编写图形界面

前阵子在用python写一些小程序,写完后就开始思考怎么给python程序配一个图形界面,毕竟控制台实在太丑陋了。 于是百度了下python的图形界面库,眼花缭乱的一整页,拣了几件有“特...

Python入门篇之字典

字典由多个键及与其对应的值构成的对组成(把键值对成为项),每个键和它的值之间用冒号(:)隔开,项之间用逗号(,)隔开,而整个字典由一对大括号括起来。空字典由两个大括号组成:{} dict...

python得到qq句柄,并显示在前台的方法

如下所示: # 导入模块 import win32gui win = win32gui.FindWindow(None, u'张三') # 将窗口调到前台 win32gui.Show...

Python使用chardet判断字符编码

本文实例讲述了Python使用chardet判断字符编码的方法。分享给大家供大家参考。具体分析如下: Python中chardet 用来实现字符串/文件编码检测模板 1、chardet下...