scikit-learn 梯度提升树(GBDT) 参数

2024-04-25 22:08

本文主要是介绍scikit-learn 梯度提升树(GBDT) 参数,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1. scikit-learn GBDT类库概述

    在sacikit-learn中,GradientBoostingClassifier为GBDT的分类类, 而GradientBoostingRegressor为GBDT的回归类。两者的参数类型完全相同,当然有些参数比如损失函数loss的可选择项并不相同。这些参数中,类似于Adaboost,我们把重要参数分为两类,第一类是Boosting框架的重要参数,第二类是弱学习器即CART回归树的重要参数。

    下面我们就从这两个方面来介绍这些参数的使用。

2. GBDT类库boosting框架参数

    首先,我们来看boosting框架相关的重要参数。由于GradientBoostingClassifier和GradientBoostingRegressor的参数绝大部分相同,我们下面会一起来讲,不同点会单独指出。

    1) n_estimators: 也就是弱学习器的最大迭代次数,或者说最大的弱学习器的个数。一般来说n_estimators太小,容易欠拟合,n_estimators太大,又容易过拟合,一般选择一个适中的数值。默认是100。在实际调参的过程中,我们常常将n_estimators和下面介绍的参数learning_rate一起考虑。

    2) learning_rate: 即每个弱学习器的权重缩减系数𝜈ν,也称作步长,在原理篇的正则化章节我们也讲到了,加上了正则化项,我们的强学习器的迭代公式为𝑓𝑘(𝑥)=𝑓𝑘−1(𝑥)+𝜈ℎ𝑘(𝑥)fk(x)=fk−1(x)+νhk(x)。𝜈ν的取值范围为0<𝜈≤10<ν≤1。对于同样的训练集拟合效果,较小的𝜈ν意味着我们需要更多的弱学习器的迭代次数。通常我们用步长和迭代最大次数一起来决定算法的拟合效果。所以这两个参数n_estimators和learning_rate要一起调参。一般来说,可以从一个小一点的𝜈ν开始调参,默认是1。

    3) subsample: 即我们在原理篇的正则化章节讲到的子采样,取值为(0,1]。注意这里的子采样和随机森林不一样,随机森林使用的是放回抽样,而这里是不放回抽样。如果取值为1,则全部样本都使用,等于没有使用子采样。如果取值小于1,则只有一部分样本会去做GBDT的决策树拟合。选择小于1的比例可以减少方差,即防止过拟合,但是会增加样本拟合的偏差,因此取值不能太低。推荐在[0.5, 0.8]之间,默认是1.0,即不使用子采样。

    4) init: 即我们的初始化的时候的弱学习器,拟合对应原理篇里面的𝑓0(𝑥)f0(x),如果不输入,则用训练集样本来做样本集的初始化分类回归预测。否则用init参数提供的学习器做初始化分类回归预测。一般用在我们对数据有先验知识,或者之前做过一些拟合的时候,如果没有的话就不用管这个参数了。

    5) loss: 即我们GBDT算法中的损失函数。分类模型和回归模型的损失函数是不一样的。

      对于分类模型,有对数似然损失函数"deviance"和指数损失函数"exponential"两者输入选择。默认是对数似然损失函数"deviance"。在原理篇中对这些分类损失函数有详细的介绍。一般来说,推荐使用默认的"deviance"。它对二元分离和多元分类各自都有比较好的优化。而指数损失函数等于把我们带到了Adaboost算法。

      对于回归模型,有均方差"ls", 绝对损失"lad", Huber损失"huber"和分位数损失“quantile”。默认是均方差"ls"。一般来说,如果数据的噪音点不多,用默认的均方差"ls"比较好。如果是噪音点较多,则推荐用抗噪音的损失函数"huber"。而如果我们需要对训练集进行分段预测的时候,则采用“quantile”。

    6) alpha:这个参数只有GradientBoostingRegressor有,当我们使用Huber损失"huber"和分位数损失“quantile”时,需要指定分位数的值。默认是0.9,如果噪音点较多,可以适当降低这个分位数的值。

3. GBDT类库弱学习器参数

    这里我们再对GBDT的类库弱学习器的重要参数做一个总结。由于GBDT使用了CART回归决策树,因此它的参数基本来源于决策树类,也就是说,和DecisionTreeClassifier和DecisionTreeRegressor的参数基本类似。如果你已经很熟悉决策树算法的调参,那么这一节基本可以跳过。不熟悉的朋友可以继续看下去。

    1) 划分时考虑的最大特征数max_features: 可以使用很多种类型的值,默认是"None",意味着划分时考虑所有的特征数;如果是"log2"意味着划分时最多考虑𝑙𝑜𝑔2𝑁log2N个特征;如果是"sqrt"或者"auto"意味着划分时最多考虑𝑁‾‾√N个特征。如果是整数,代表考虑的特征绝对数。如果是浮点数,代表考虑特征百分比,即考虑(百分比xN)取整后的特征数。其中N为样本总特征数。一般来说,如果样本特征数不多,比如小于50,我们用默认的"None"就可以了,如果特征数非常多,我们可以灵活使用刚才描述的其他取值来控制划分时考虑的最大特征数,以控制决策树的生成时间。

    2) 决策树最大深度max_depth: 默认可以不输入,如果不输入的话,默认值是3。一般来说,数据少或者特征少的时候可以不管这个值。如果模型样本量多,特征也多的情况下,推荐限制这个最大深度,具体的取值取决于数据的分布。常用的可以取值10-100之间。

    3) 内部节点再划分所需最小样本数min_samples_split: 这个值限制了子树继续划分的条件,如果某节点的样本数少于min_samples_split,则不会继续再尝试选择最优特征来进行划分。 默认是2.如果样本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则推荐增大这个值。

    4) 叶子节点最少样本数min_samples_leaf: 这个值限制了叶子节点最少的样本数,如果某叶子节点数目小于样本数,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是1,可以输入最少的样本数的整数,或者最少样本数占样本总数的百分比。如果样本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则推荐增大这个值。

    5)叶子节点最小的样本权重和min_weight_fraction_leaf:这个值限制了叶子节点所有样本权重和的最小值,如果小于这个值,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是0,就是不考虑权重问题。一般来说,如果我们有较多样本有缺失值,或者分类树样本的分布类别偏差很大,就会引入样本权重,这时我们就要注意这个值了。

    6) 最大叶子节点数max_leaf_nodes: 通过限制最大叶子节点数,可以防止过拟合,默认是"None”,即不限制最大的叶子节点数。如果加了限制,算法会建立在最大叶子节点数内最优的决策树。如果特征不多,可以不考虑这个值,但是如果特征分成多的话,可以加以限制,具体的值可以通过交叉验证得到。

    7) 节点划分最小不纯度min_impurity_split:  这个值限制了决策树的增长,如果某节点的不纯度(基于基尼系数,均方差)小于这个阈值,则该节点不再生成子节点。即为叶子节点 。一般不推荐改动默认值1e-7。

 

 

 

 

 

这篇关于scikit-learn 梯度提升树(GBDT) 参数的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/935925

相关文章

一文详解PostgreSQL复制参数

《一文详解PostgreSQL复制参数》PostgreSQL作为一款功能强大的开源关系型数据库,其复制功能对于构建高可用性系统至关重要,本文给大家详细介绍了PostgreSQL的复制参数,需要的朋友可... 目录一、复制参数基础概念二、核心复制参数深度解析1. max_wal_seChina编程nders:WAL

Linux高并发场景下的网络参数调优实战指南

《Linux高并发场景下的网络参数调优实战指南》在高并发网络服务场景中,Linux内核的默认网络参数往往无法满足需求,导致性能瓶颈、连接超时甚至服务崩溃,本文基于真实案例分析,从参数解读、问题诊断到优... 目录一、问题背景:当并发连接遇上性能瓶颈1.1 案例环境1.2 初始参数分析二、深度诊断:连接状态与

史上最全nginx详细参数配置

《史上最全nginx详细参数配置》Nginx是一个轻量级高性能的HTTP和反向代理服务器,同时也是一个通用代理服务器(TCP/UDP/IMAP/POP3/SMTP),最初由俄罗斯人IgorSyso... 目录基本命令默认配置搭建站点根据文件类型设置过期时间禁止文件缓存防盗链静态文件压缩指定定错误页面跨域问题

SpringBoot请求参数接收控制指南分享

《SpringBoot请求参数接收控制指南分享》:本文主要介绍SpringBoot请求参数接收控制指南,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Spring Boot 请求参数接收控制指南1. 概述2. 有注解时参数接收方式对比3. 无注解时接收参数默认位置

Python使用getopt处理命令行参数示例解析(最佳实践)

《Python使用getopt处理命令行参数示例解析(最佳实践)》getopt模块是Python标准库中一个简单但强大的命令行参数处理工具,它特别适合那些需要快速实现基本命令行参数解析的场景,或者需要... 目录为什么需要处理命令行参数?getopt模块基础实际应用示例与其他参数处理方式的比较常见问http

Linux内核参数配置与验证详细指南

《Linux内核参数配置与验证详细指南》在Linux系统运维和性能优化中,内核参数(sysctl)的配置至关重要,本文主要来聊聊如何配置与验证这些Linux内核参数,希望对大家有一定的帮助... 目录1. 引言2. 内核参数的作用3. 如何设置内核参数3.1 临时设置(重启失效)3.2 永久设置(重启仍生效

pytorch自动求梯度autograd的实现

《pytorch自动求梯度autograd的实现》autograd是一个自动微分引擎,它可以自动计算张量的梯度,本文主要介绍了pytorch自动求梯度autograd的实现,具有一定的参考价值,感兴趣... autograd是pytorch构建神经网络的核心。在 PyTorch 中,结合以下代码例子,当你

SpringMVC获取请求参数的方法

《SpringMVC获取请求参数的方法》:本文主要介绍SpringMVC获取请求参数的方法,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下... 目录1、通过ServletAPI获取2、通过控制器方法的形参获取请求参数3、@RequestParam4、@

Spring Boot项目部署命令java -jar的各种参数及作用详解

《SpringBoot项目部署命令java-jar的各种参数及作用详解》:本文主要介绍SpringBoot项目部署命令java-jar的各种参数及作用的相关资料,包括设置内存大小、垃圾回收... 目录前言一、基础命令结构二、常见的 Java 命令参数1. 设置内存大小2. 配置垃圾回收器3. 配置线程栈大小

SpringBoot利用@Validated注解优雅实现参数校验

《SpringBoot利用@Validated注解优雅实现参数校验》在开发Web应用时,用户输入的合法性校验是保障系统稳定性的基础,​SpringBoot的@Validated注解提供了一种更优雅的解... 目录​一、为什么需要参数校验二、Validated 的核心用法​1. 基础校验2. php分组校验3