K-近邻算法

文章目录

学习目标

  • 掌握K-近邻算法实现过程
  • 知道K-近邻算法的距离公式
  • 知道K-近邻算法的超参数K值以及取值问题
  • 知道kd树实现搜索的过程
  • 应用KNeighborsClassifier实现分类
  • 知道K-近邻算法的优缺点
  • 知道交叉验证实现过程
  • 知道超参数搜索过程
  • 应用GridSearchCV实现算法参数的调优

总结

  • 在本案例中，具体完成内容有：

    • 使用可视化加载和探索数据，以确定特征是否能将不同类别分开。
    • 通过标准化数字特征并随机抽样到训练集和测试集来准备数据。
    • 通过统计学，精确度度量进行构建和评估机器学习模型。

  • k近邻算法总结

    • 优点：

      • 简单有效
      • 重新训练的代价低
      • 适合类域交叉样本
        • KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的，因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说，KNN方法较其他方法更为适合。
      • 适合大样本自动分类
        • 该算法比较适用于样本容量比较大的类域的自动分类，而那些样本容量较小的类域采用这种算法比较容易产生误分。

    • 缺点：

      • 惰性学习
        • KNN算法是懒散学习方法（lazy learning,基本上不学习），一些积极学习的算法要快很多
      • 类别评分不是规格化
        • 不像一些通过概率评分的分类
      • 输出可解释性不强
        • 例如决策树的输出可解释性就较强
      • 对不均衡的样本不擅长
        • 当样本不平衡时，如一个类的样本容量很大，而其他类样本容量很小时，有可能导致当输入一个新样本时，该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数。该算法只计算“最近的”邻居样本，某一类的样本数量很大，那么或者这类样本并不接近目标样本，或者这类样本很靠近目标样本。无论怎样，数量并不能影响运行结果。可以采用权值的方法（和该样本距离小的邻居权值大）来改进。
      • 计算量较大
        • 目前常用的解决方法是事先对已知样本点进行剪辑，事先去除对分类作用不大的样本。