京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
来源:数据STUDIO
作者:云朵君
所有的参数,属性与接口,全部和随机森林分类器一致。仅有的不同就是回归树与分类树的不同,不纯度的指标, 参数Criterion不一致。
RandomForestRegressor(n_estimators='warn',
criterion='mse',
max_depth=None,
min_samples_split=2,
min_samples_leaf=1,
min_weight_fraction_leaf=0.0,
max_features='auto',
max_leaf_nodes=None,
min_impurity_decrease=0.0,
min_impurity_split=None,
bootstrap=True,
oob_score=False,
n_jobs=None,
random_state=None,
verbose=0,
warm_start=False)
criterion
回归树衡量分枝质量的指标,支持的标准有三种
其中是样本数量,i是每一个数据样本,是模型回归出的数值,是样本点i实际的数值标签。所以MSE的本质是样本真实数据与回归结果的差异。在回归树中,MSE不只是我们的分枝质量衡量指标,也是我们最常用的衡量回归树回归质量的指标,当我们在使用交叉验证,或者其他方式获取回归树的结果时,我们往往选择均方误差作为我们的评估(在分类树中这个指标是score代表的预测准确率)。在回归中,我们追求的是,MSE越小越好。
然而,回归树的接口score返回的是R平方,并不是MSE。此处可参考线性回归中模型评估指标。
最重要的属性和接口,都与随机森林的分类器相一致,还是apply, fit, predict和score最为核心。值得一提的是,随机森林回归并没有predict_proba这个接口,因为对于回归来说,并不存在一个样本要被分到某个类别的概率问题,因此没有predict_proba这个接口。
from sklearn.datasets import load_boston from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
boston = load_boston()
regressor = RandomForestRegressor(n_estimators=100,random_state=0)
cross_val_score(regressor, boston.data, boston.target, cv=10 ,scoring = "neg_mean_squared_error")
sorted(sklearn.metrics.SCORERS.keys())
返回十次交叉验证的结果,注意在这里,如果不填写scoring = "neg_mean_squared_error",交叉验证默认的模型衡量指标是R平方,因此交叉验证的结果可能有正也可能有负。而如果写上scoring,则衡量标准是负MSE,交叉验证的结果只可能为负。
在之前缺失值处理文章中提到运用随机森林回归填补缺失值,我们来看看具体如何操作。
导包
import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import load_boston from sklearn.impute import SimpleImputer from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor from sklearn.model_selection import cross_val_score
数据准备
以波⼠顿数据集为例,导⼊完整的数据集并探索
dataset = load_boston()
dataset.data.shape #总共506*13=6578个数据 X, y = dataset.data, dataset.target
n_samples = X.shape[0]
n_features = X.shape[1]
生产缺失值
rng = np.random.RandomState(0) missing_rate = 0.5 n_missing_samples = int(np.floor(n_samples * n_features * missing_rate)) #np.floor向下取整,返回.0格式的浮点数
所有数据要随机遍布在数据集的各⾏各列当中,⽽⼀个缺失的数据会需要⼀个⾏索引和⼀个列索引如果能够创造⼀个数组,包含3289个分布在0~506中间的⾏索引,和3289个分布在0~13之间的列索引,那我们就可以利⽤索引来为数据中的任意3289个位置赋空值。
我们现在采样3289个数据,远远超过样本量506,所以使⽤随机抽取的函数randint。但如果需要的数据量⼩于我们的样本量506,那我们可以采⽤np.random.choice来抽样,choice会随机抽取不重复的随机数,因此可以帮助我们让数据更加分散,确保数据不会集中在⼀些⾏中。
missing_features_index = rng.randint(0,n_features,n_missing_samples)
missing_samples_index = rng.randint(0,n_samples,n_missing_samples) # missing_samples=rng.choice(dataset.data.shape[0],n_missing_samples,replace=False) X_missing = X.copy()
y_missing = y.copy()
X_missing[missing_samples, missing_features] = np.nan
X_missing = pd.DataFrame(X_missing) # 转换成DataFrame是为了后续⽅便各种操作, # numpy对矩阵的运算速度快,但是在索引等功能上却不如pandas来得好⽤
然后我们⽤0,均值和随机森林来填写这些缺失值,然后查看回归的结果如何
#使⽤均值进⾏填补 from sklearn.impute import SimpleImputer
imp_mean = SimpleImputer(missing_values=np.nan, strategy='mean')
X_missing_mean = imp_mean.fit_transform(X_missing) #使⽤0进⾏填补 imp_0 = SimpleImputer(missing_values=np.nan, strategy="constant",fill_value=0)
X_missing_0 = imp_0.fit_transform(X_missing)
随机森林填补
使⽤随机森林回归填补缺失值任何回归都是从特征矩阵中学习,然后求解连续型标签y的过程,之所以能够实现这个过程,是因为回归算法认为,特征矩阵和标签之前存在着某种联系。实际上,标签和特征是可以相互转换的,⽐如说,在⼀个"⽤地区,环境,附近学校数量"预测"房价"的问题中,我们既可以⽤"地区","环境","附近学校数量"的数据来预测"房价",也可以反过来,⽤"环境","附近学校数量"和"房价"来预测"地区"。⽽回归填补缺失值,正是利⽤了这种思想。
对于⼀个有n个特征的数据来说,其中特征T有缺失值,我们就把特征T当作标签,其他的n-1个特征和原本的标签组成新的特征矩阵。那对于T来说,它没有缺失的部分,就是我们的Y_test,这部分数据既有标签也有特征,⽽它缺失的部分,只有特征没有标签,就是我们需要预测的部分。
特征T不缺失的值对应的其他n-1个特征 + 本来的标签:X_train
特征T不缺失的值:Y_train
特征T缺失的值对应的其他n-1个特征 + 本来的标签:X_test
特征T缺失的值:未知,我们需要预测的Y_test
这种做法,对于某⼀个特征⼤量缺失,其他特征却很完整的情况,⾮常适⽤。
那如果数据中除了特征T之外,其他特征也有缺失值怎么办?答案是遍历所有的特征,从缺失最少的开始进⾏填补(因为填补缺失最少的特征所需要的准确信息最少)。填补⼀个特征时,先将其他特征的缺失值⽤0代替,每完成⼀次回归预测,就将预测值放到原本的特征矩阵中,再继续填补下⼀个特征。每⼀次填补完毕,有缺失值的特征会减少⼀个,所以每次循环后,需要⽤0来填补的特征就越来越少。当进⾏到最后⼀个特征时(这个特征应该是所有特征中缺失值最多的),已经没有任何的其他特征需要⽤0来进⾏填补了,⽽我们已经使⽤回归为其他特征填补了⼤量有效信息,可以⽤来填补缺失最多的特征。遍历所有的特征后,数据就完整,不再有缺失值了。
X_missing_reg = X_missing.copy()
sortindex = np.argsort(X_missing_reg.isnull().sum(axis=0)).values
for i in sortindex:
#构建我们的新特征矩阵和新标签 df = X_missing_reg
fillc = df.iloc[:,i]
df = pd.concat([df.iloc[:,df.columns != i],pd.DataFrame(y_full)],axis=1)
#在新特征矩阵中,对含有缺失值的列,进⾏0的填补 df_0 =SimpleImputer(missing_values=np.nan,
strategy='constant',fill_value=0).fit_transform(df)
#找出我们的训练集和测试集 Ytrain = fillc[fillc.notnull()]
Ytest = fillc[fillc.isnull()]
Xtrain = df_0[Ytrain.index,:]
Xtest = df_0[Ytest.index,:]
#⽤随机森林回归来填补缺失值 rfc = RandomForestRegressor(n_estimators=100)
rfc = rfc.fit(Xtrain, Ytrain)
Ypredict = rfc.predict(Xtest)
#将填补好的特征返回到我们的原始的特征矩阵中 X_missing_reg.loc[X_missing_reg.iloc[:,i].isnull(),i] = Ypredict
建模
#对所有数据进⾏建模,取得MSE结果 X = [X_full,X_missing_mean,X_missing_0,X_missing_reg] mse = [] std = [] for x in X:
estimator = RandomForestRegressor(random_state=0, n_estimators=100)
scores =
cross_val_score(estimator,x,y_full,scoring='neg_mean_squared_error',
cv=5).mean()
mse.append(scores * -1)
可视化
x_labels = ['Full data',
'Zero Imputation',
'Mean Imputation',
'Regressor Imputation']
colors = ['r', 'g', 'b', 'orange']
plt.figure(figsize=(12, 6))
ax = plt.subplot(111) for i in np.arange(len(mse)):
ax.barh(i, mse[i],color=colors[i], alpha=0.6, align='center')
ax.set_title('Imputation Techniques with Boston Data')
ax.set_xlim(left=np.min(mse) * 0.9,right=np.max(mse) * 1.1)
ax.set_yticks(np.arange(len(mse)))
ax.set_xlabel('MSE')
ax.set_yticklabels(x_labels)
plt.show()
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
一、问题:为什么 ID 会"断号" 很多刚接触 MySQL 的同学都会有一个困惑:表里的主键 ID 是自增的,删了中间几行数据之后,ID 变 ...
2026-10-22一、问题场景:为什么会重复 JOIN 同一个子查询 在写复杂 SQL 时,经常遇到这种需求:同一张表或同一个聚合子查询,要和主表关联 ...
2026-10-22人力资源专员是HR体系的执行入口。招聘信息发布、简历初筛、面试安排、考勤汇总、入离职手续、劳动合同与档案管理,大多由这个岗 ...
2026-10-22人力资源经理问“必学技巧”,真正要解决的不是知识清单不够长,而是时间有限、业务催得紧,学完却用不上。更有效的路径是:先用 ...
2026-10-22内容营销岗位的核心任务,不是“把文案写得更漂亮”,而是围绕目标受众,用持续的内容供给影响认知、推动转化并沉淀复购。它至少 ...
2026-10-22理财经理培训课程很多,难的是判断“先学什么、后学什么、学完能做什么”。与其按课程名称罗列,不如先看岗位任务:客户分层与维 ...
2026-10-22理财经理的知识结构,可以先用一句话概括:合规与产品知识决定“不出错”,客户经营与资产配置决定“够不够专业”,市场研判与数 ...
2026-10-22经济学背景做数据分析,优势不在工具,而在问题意识:供需如何相互作用、成本与收益如何权衡、变量之间是相关还是因果。真正的缺 ...
2026-10-22需要,但要把“需要”理解准确。经济学本身就在处理数据:GDP、物价、就业、企业营收、问卷调研,都是经济分析的原料。真正的区 ...
2026-10-22经济学分析能力不是单一技能,它至少由三层构成:把现实问题转成可检验假设的理论框架能力、用数据与统计方法验证假设的工具能力 ...
2026-10-22金融分析师的知识提升,先补的不是更多模型,而是让结论可复核的底层能力。按任务顺序,大致是四层:财务与业务理解、指标口径管 ...
2026-10-22金融分析师的“通用技能”,指换到不同机构、不同行业组仍用得上的底层能力,而非某家公司内部系统的操作经验。按任务拆,日常要 ...
2026-10-22先给结论:数据分析证书不是金融分析师的准入条件,招聘方也不会因为一张证书就直接判断你能做分析。要不要考,取决于你当前任务 ...
2026-10-22金融分析师的核心技能,不是“会看K线”或“会讲宏观”,而是能把一家公司、一个行业或一类资产,转化为可核查的数据判断与书面 ...
2026-10-22产品经理的知识提升,不是把需求文档、原型、SQL、数据分析、项目管理都学一遍,而是先对准目标岗位的真实任务,找出自己最缺的 ...
2026-10-22产品专员提升工作知识,最有效的方式不是先囤课程,而是围绕日常交付的四件事来补:需求调研与优先级判断、原型与PRD表达、竞品 ...
2026-10-22产品运营专员提升个人能力,常见误区是先把Excel、SQL、Python列成一张学习清单,然后从第一个工具开始学。更有效的做法是先回答 ...
2026-10-22产品运营的能力提升,最怕从“课程目录”出发:今天学增长模型,明天背SQL语法,学完却说不清自己负责的功能为什么激活率低。更 ...
2026-10-22产品经理的技能和影响力不是两条分开的赛道。技能决定你能不能把问题分析清楚、把方案设计对;影响力决定你的判断能否被团队接受 ...
2026-10-22产品经理要学的数据分析能力,不是“会写SQL”或“会用BI工具”这么简单。更准确地说,是围绕需求评估、功能迭代、指标监控、实 ...
2026-10-22