摘要：到這里，我們經(jīng)過(guò)以上步驟處理過(guò)的數(shù)據(jù)，就可以喂給分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練了。一般來(lái)說(shuō)，單個(gè)分類(lèi)器的效果有限。我們會(huì)傾向于把多個(gè)分類(lèi)器合在一起，做一個(gè)綜合分類(lèi)器以達(dá)到最好的效果。比理論上更高級(jí)點(diǎn)，它也是攬來(lái)一把的分類(lèi)器。

我們注意到 MSSubClass 其實(shí)是一個(gè) category 的值：

all_df["MSSubClass"].dtypes

有：

dtype("int64")

它不應(yīng)該做為數(shù)值型的值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。因此，進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，把它變回 string：

df["MSSubClass"] =df["MSSubClass"].astype(str) 

然后，統(tǒng)計(jì)其出現(xiàn)頻次：

all_df["MSSubClass"].value_counts()

就很清楚的了解 MSSubClass 特征了。

當(dāng)我們用 numerical 來(lái)表達(dá) categorical 的時(shí)候要注意，數(shù)字本身有大小的含義，所以亂用數(shù)字會(huì)給之后的模型學(xué)習(xí)帶來(lái)麻煩。這里我們可以用 One-Hot 的方法來(lái)表達(dá) category。

pandas 自帶的get_dummies方法，可以做到一鍵 One-Hot：

pd.get_dummies(df["MSSubClass"], prefix="MSSubClass").head()

效果如下：

此時(shí)，MSSubClass 被我們分成了 12 列，每列代表一個(gè) category，是為 1，否為 0。

所以，同理。接下來(lái)，我們需要把所有的 category 數(shù)據(jù)全部一鍵 One-Hot：

all_dummy_df = pd.get_dummies(df)
all_dummy_df.head()

此時(shí)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)這樣子：

接下來(lái)，我們來(lái)處理 numerical 的數(shù)據(jù)。

首先查看 One-Hot 后的缺失值：

all_dummy_df.isnull().sum().sort_values(ascending=False).head(10)

我們需要對(duì)這些缺失值進(jìn)行處理，這里采用平均值來(lái)填充空缺：

mean_cols = all_dummy_df.mean()
all_dummy_df = all_dummy_df.fillna(mean_cols)

再次查看是否有缺失值：

all_dummy_df.isnull().sum().sum()

顯示為 0，即缺失值都已被填充。

到這里，我們經(jīng)過(guò)以上步驟處理過(guò)的數(shù)據(jù)，就可以喂給分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練了。為了讓數(shù)據(jù)更加規(guī)整化，數(shù)據(jù)間的差距不要太大，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分布內(nèi)，也就是數(shù)據(jù)平滑化。我們對(duì)那些本來(lái)就是 numerical 的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（與 One-Hot 的 0/1 數(shù)據(jù)不同）。

首先，我們來(lái)查看哪些是 numerical 的數(shù)據(jù)：

numeric_cols = df.columns[df.dtypes != "object"]
numeric_cols

采用公式(X-X")/s，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分布：

numeric_col_means = all_dummy_df.loc[:, numeric_cols].mean()
numeric_col_std = all_dummy_df.loc[:, numeric_cols].std()
all_dummy_df.loc[:, numeric_cols] = (all_dummy_df.loc[:, numeric_cols] - numeric_col_means) / numeric_col_std

得到的數(shù)據(jù)如下：

all_dummy_df.head()

以上就完成了對(duì)數(shù)據(jù)的處理。

首先，把數(shù)據(jù)集分回訓(xùn)練集和測(cè)試集：

dummy_train_df = all_dummy_df.loc[train_df.index]
dummy_test_df = all_dummy_df.loc[test_df.index]

首先采用 Ridge Regression 模型，因?yàn)閷?duì)于多因子的數(shù)據(jù)集，這種模型可以方便的把所有的變量都一股腦的放進(jìn)去，我們先用這種模型做實(shí)驗(yàn)。

為了更好的使用 Sklearn，我在這里把 DataFrame 轉(zhuǎn)化成 Numpy Array（這一步不是必須）：

X_train = dummy_train_df.values
X_test = dummy_test_df.values

把數(shù)據(jù)放到模型里跑一遍，用 Sklearn 自帶的 cross validation 方法來(lái)測(cè)試模型：

from sklearn.linear_model import Ridge
from sklearn.model_selection import cross_val_score

alphas = np.logspace(-3, 2, 50)
test_scores=[]
for alpha in alphas:
    clf = Ridge(alpha)
    test_score = np.sqrt(-cross_val_score(clf, X_train, y_train, cv=10, scoring="neg_mean_squared_error"))
    test_scores.append(np.mean(test_score))

存下所有的 CV 值，看看哪個(gè) alpha 值更好，也就是我們常說(shuō)的調(diào)參數(shù)：

plt.plot(alphas, test_scores)
plt.title("Alpha vs CV Error")
plt.xlabel("alpha")
plt.ylabel("CV Error")

可以看到，當(dāng) alpha 為 10 到 20 的時(shí)候，CV Error 達(dá)到最低 0.135 左右。也就是說(shuō)大約 alpha = 15 的時(shí)候給了我們最好的結(jié)果。

一般來(lái)說(shuō)，單個(gè)分類(lèi)器的效果有限。我們會(huì)傾向于把多個(gè)分類(lèi)器合在一起，做一個(gè)“綜合分類(lèi)器”以達(dá)到最好的效果。所以接下來(lái)我們要做的事就是 ensemble。

Ensemble 的方法有 Bagging 和 Boosting 兩大類(lèi)。Bagging 把很多的小分類(lèi)器放在一起，每個(gè)訓(xùn)練隨機(jī)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，然后采用多數(shù)投票制把它們的最終結(jié)果綜合起來(lái)。Boosting 比 Bagging 理論上更高級(jí)點(diǎn)，它也是攬來(lái)一把的分類(lèi)器。但是把他們線(xiàn)性排列。下一個(gè)分類(lèi)器把上一個(gè)分類(lèi)器分類(lèi)得不好的地方加上更高的權(quán)重，這樣下一個(gè)分類(lèi)器就能在這個(gè)部分學(xué)得更加“深刻”。下面我們分別來(lái)看一下。

Bagging

from sklearn.ensemble import BaggingRegressor
from sklearn.model_selection import cross_val_score

params = [1, 10, 15, 20, 25, 30, 40]
test_scores = []
for param in params:
    clf = BaggingRegressor(n_estimators=param, base_estimator=ridge)
    test_score = np.sqrt(-cross_val_score(clf, X_train, y_train, cv=10, scoring="neg_mean_squared_error"))
    test_scores.append(np.mean(test_score))
    
plt.plot(params, test_scores)
plt.title("n_estimator vs CV Error")

可以看到，我們用 15 個(gè)小的 ridge 分類(lèi)器就達(dá)到了 0.134 以下的效果。

Boosting

from sklearn.ensemble import AdaBoostRegressor

params = [10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]
test_scores = []
for param in params:
    clf = BaggingRegressor(n_estimators=param, base_estimator=ridge)
    test_score = np.sqrt(-cross_val_score(clf, X_train, y_train, cv=10, scoring="neg_mean_squared_error"))
    test_scores.append(np.mean(test_score))
    
plt.plot(params, test_scores)
plt.title("n_estimator vs CV Error");

20 個(gè)小的 ridge 分類(lèi)器的效果，達(dá)到了 0.133。

最后，祭出 xgboost 大殺器：

from xgboost import XGBRegressor

params = [1,2,3,4,5,6]
test_scores = []
for param in params:
    clf = XGBRegressor(max_depth=param)
    test_score = np.sqrt(-cross_val_score(clf, X_train, y_train, cv=10, scoring="neg_mean_squared_error"))
    test_scores.append(np.mean(test_score))

plt.plot(params, test_scores)
plt.title("max_depth vs CV Error")

我們看到，當(dāng)參數(shù)為 5 的時(shí)候，效果接近 0.125！

最后，我們將訓(xùn)練好的模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練：

xgb = XGBRegressor(max_depth=5)
xgb.fit(X_train, y_train)
y_xgb = np.expm1(xgb.predict(X_test))
submission_df = pd.DataFrame(data= {"Id" : test_df.index, "SalePrice": y_xgb})

最終，我們輸出的數(shù)據(jù)長(zhǎng)這樣子：

submission_df.head()

將它存為.csv文件：

submission_df.to_csv("submission_xgb.csv",index=False)

提交到 kaggle 平臺(tái)的 Score 是 0.13942，排名在 50% 左右。整個(gè)過(guò)程沒(méi)有對(duì)特征信息進(jìn)行太多的處理，還有太多需要改進(jìn)的地方。

第一次完完整整的從頭到尾自己做了一個(gè)比賽，還是有太多地方淺淺略過(guò)，確實(shí)，如果只是調(diào)參跑模型的話(huà)，應(yīng)該不是難事，但是如何獲得更好的效果，數(shù)據(jù)量大時(shí)現(xiàn)有的程序跑不動(dòng)，需要改進(jìn)算法等方面，還有太多值得學(xué)習(xí)的地方，因?yàn)檫@件事好像沒(méi)有一個(gè)最優(yōu)結(jié)果，只有更優(yōu)的結(jié)果。

不足之處，歡迎指正。