京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
逻辑回归算法学习与思考
本文是作者对于逻辑回归算法的学习和思考,主要介绍:逻辑回归的算法介绍、逻辑回归的数学原理、逻辑回归的实际应用、逻辑回归的总结以及网络安全场景预测,欢迎大家参考讨论。
逻辑回归的算法介绍
逻辑回归(Logistic regression)是机器学习分类算法的其中一种,核心思想是利用现有数据对分类边界建立回归方程,以此进行分类。回归可以理解为最佳拟合,是一种选择最优分类的算法。
逻辑归回中会有一些新词汇需要理解。
h函数: 根据输入的数据预测类别的函数,Andrew Ng的公开课中称为hypothesis function。
j函数: 我们需要一个机制去评估我们的h函数的好坏,j函数的作用是评估h函数的好坏,一般这个函数称为损失函数(loss function)或者错误函数(error function)。
逻辑回归的数学原理
h函数相关(预测函数)
首先,我们先看看逻辑回归的预测函数,h函数!
其中含有θ (又称:theta)的变量为(当x0=1时,可以进行矩阵变换):
h函数的原型函数为sigmoid函数,展示如下:
sigmoid方程的图形如下,sigmoid函数的取值范围为 (0,1)
这里进行下小结,逻辑回归的预测函数使用sigmoid函数作为原型函数,然后对sigmoid函数的x进行替换,替换为一个多元一次方程。其中多元一次方程的θ为我要寻找最优组合的内容。
j函数相关
j函数的目标就是找到一组最佳θ,使得J(θ)的值最小。
我们可以利用梯度下降算法来求得J(θ)的值最小,根据梯度下降法可得θ的更新过程。j=0 时,代表更新j向量的第0分量,j=1 时,代表更新j向量的第1分量,以此类,为了方便理解,可以把j看成数组vector_j,j=0,就是更新vector_j[0]。α为学习步长。
经过一些数学推导的最终形式如下(推导过程为对θ求偏导数)。
ps:xj为x向量的第j分量,还可以理解为x数组的第j项,其实下图是对θ数组的第j项进行更新的算式,然而真正代码角度是对整个θ数组进行更新,也就是下下图的样子。
当我们把上式向量化处理就得到了代码可以处理的形式。
对比着代码看(代码出自《机器学习实战》)
这里进行下小结,我们为了寻找最佳的θ组合,设置了J(θ)函数,我们利用已知数据(建模的训练数据)来寻找最优的θ组合使得J(θ)最小,而我们找最优θ组合的算法为梯度下降算法。
逻辑回归的实际应用
目前单机使用机器学习算法的python库为sklearn库,实例如下。
使用该模型,需要手工调整函数的参数,这个需要对算法进行理解。
逻辑回归的总结
Logistic Regression算法作为一个二分类算法,主要解决的是线性可分的问题,对于多分类算法,可以利用Softmax Regression算法。
Softmax Regression是一般化的Logistic Regression,可以把Logistic Regression看成Softmax Regression的特例。
那么Softmax Regression和Logistic Regression该怎么选择呢?参考Stanford的文章的内容。
Softmax 回归 vs. k 个二元分类器
如果你在开发一个音乐分类的应用,需要对k种类型的音乐进行识别,那么是选择使用 softmax 分类器呢,还是使用 logistic 回归算法建立 k 个独立的二元分类器呢?
这一选择取决于你的类别之间是否互斥,例如,如果你有四个类别的音乐,分别为:古典音乐、乡村音乐、摇滚乐和爵士乐,那么你可以假设每个训练样本只会被打上一个标签(即:一首歌只能属于这四种音乐类型的其中一种),此时你应该使用类别数 k = 4 的softmax回归。(如果在你的数据集中,有的歌曲不属于以上四类的其中任何一类,那么你可以添加一个“其他类”,并将类别数 k 设为5。)
如果你的四个类别如下:人声音乐、舞曲、影视原声、流行歌曲,那么这些类别之间并不是互斥的。例如:一首歌曲可以来源于影视原声,同时也包含人声 。这种情况下,使用4个二分类的 logistic 回归分类器更为合适。这样,对于每个新的音乐作品 ,我们的算法可以分别判断它是否属于各个类别。
现在我们来看一个计算视觉领域的例子,你的任务是将图像分到三个不同类别中。(i) 假设这三个类别分别是:室内场景、户外城区场景、户外荒野场景。你会使用sofmax回归还是 3个logistic 回归分类器呢? (ii) 现在假设这三个类别分别是室内场景、黑白图片、包含人物的图片,你又会选择 softmax 回归还是多个 logistic 回归分类器呢?
在第一个例子中,三个类别是互斥的,因此更适于选择softmax回归分类器 。而在第二个例子中,建立三个独立的 logistic回归分类器更加合适。
网络安全场景下的实践
逻辑回归算法作为一个二分类机器学习算法,主要优势是学习速度快,算法好理解,预测速度快等特点,并且神经网络在神经元上也是采用的是逻辑回归算法,因此在这个深度学习的大背景下,安全人员还是要学习逻辑回归算法。
对于在安全攻防上使用逻辑回归算法,我们先要明白逻辑回归算法的本质:逻辑回归是分类算法。
吸星是安全在机器学习实践上一个非常好的例子,由于吸星使用的是朴素贝叶斯分类算法,那么吸星能不能使用逻辑回顾呢?效果如何呢?这是值得实践的。
异常流量识别,由于瞬时流量或者流量区间中会存在非常多的属性,而且异常流量识别属于二分类,逻辑回归对于异常流量监测问题,这也是非常值得实践的。
网站异常URL识别,对于一个网站,URL的形式具有一定特征的,那么如果被种植了webshell,那么webshell的URL可能会与正常URL存在差异,因此利用此逻辑回归也是能解决这类问题的。
其实总结起来就是,只要每一条数据可以有多个属性,就可以利用逻辑回归。
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