Grid Search是咩?
即,网格搜索,是一种自动调参的方法。
为想要调参的参数设定一组候选值,然后网格搜索会穷举各种参数组合,根据设定的评分机制找到最好的那一组设置,主要用于系统地遍历多种参数组合,通过交叉验证确定最佳效果参数。
缺点:这个方法适合于小数据集,一旦数据的量级上去了,很难得出结果。
官网:http://scikit-learn.org/stable/modules/generated/sklearn.model_selection.GridSearchCV.html
参数及方法介绍
这个是每个API最关心的问题,因为坚持拿来主义的我们,还是得需要看下说明书。
class sklearn.model_selection.GridSearchCV(estimator, param_grid, scoring=None, fit_params=None, n_jobs=1, iid=True, refit=True, cv=None, verbose=0, pre_dispatch='2*n_jobs', error_score='raise', return_train_score=True)
-
estimator
:所使用的分类器,如estimator=RandomForestClassifier(min_samples_split=100,min_samples_leaf=20,max_depth=8,max_features=‘sqrt’,random_state=10), 并且传入除需要确定最佳的参数之外的其他参数。每一个分类器都需要一个scoring参数,或者score方法。 -
param_grid
:值为字典或者列表,即需要最优化的参数的取值,param_grid =param_test1,param_test1 = {‘n_estimators’:range(10,71,10)}。 -
scoring
:准确度评价标准,默认None,这时需要使用score函数;或者如scoring=‘roc_auc’,根据所选模型不同,评价准则不同。字符串(函数名),或是可调用对象,需要其函数签名形如:scorer(estimator, X, y);如果是None,则使用estimator的误差估计函数。 -
cv
:交叉验证参数,默认None,使用三折交叉验证。指定fold数量,默认为3,也可以是yield训练/测试数据的生成器。 -
refit
:默认为True,程序将会以交叉验证训练集得到的最佳参数,重新对所有可用的训练集与开发集进行,作为最终用于性能评估的最佳模型参数。即在搜索参数结束后,用最佳参数结果再次fit一遍全部数据集。 -
iid
:默认True,为True时,默认为各个样本fold概率分布一致,误差估计为所有样本之和,而非各个fold的平均。 -
verbose
:日志冗长度,int:冗长度,0:不输出训练过程,1:偶尔输出,>1:对每个子模型都输出。 -
n_jobs
: 并行数,int:个数,-1:跟CPU核数一致, 1:默认值。 -
pre_dispatch
:指定总共分发的并行任务数。当n_jobs大于1时,数据将在每个运行点进行复制,这可能导致OOM,而设置pre_dispatch参数,则可以预先划分总共的job数量,使数据最多被复制pre_dispatch次。 -
grid.fit()
:运行网格搜索 -
grid_scores_
:给出不同参数情况下的评价结果 -
best_params_
:描述了已取得最佳结果的参数的组合 -
best_score_
:成员提供优化过程期间观察到的最好的评分
一个小窍门
GridSearchCV模块中,不同超参数的组合方式及其计算结果以字典的形式保存在 clf.cv_results_中,python的pandas模块提供了高效整理数据的方法,只需要3行代码即可解决问题。
cv_result = pd.DataFrame.from_dict(clf.cv_results_)
with open('cv_result.csv','w') as f:
cv_result.to_csv(f)
代码
from sklearn import datasets
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.metrics import classification_report
from sklearn.svm import SVC
digits = datasets.load_digits()
n_samples = len(digits.images)
X = digits.images.reshape((n_samples, -1))
y = digits.target
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(
X, y, test_size=0.5, random_state=0)
tuned_parameters = [{'kernel': ['rbf'], 'gamma': [1e-3, 1e-4],
'C': [1, 10, 100, 1000]},
{'kernel': ['linear'], 'C': [1, 10, 100, 1000]}]
scores = ['precision', 'recall']
for score in scores:
print("# Tuning hyper-parameters for %s" % score)
print()
# 调用 GridSearchCV,将 SVC(), tuned_parameters, cv=5, 还有 scoring 传递进去,
clf = GridSearchCV(SVC(), tuned_parameters, cv=5,
scoring='%s_macro' % score)
# 用训练集训练这个学习器 clf
clf.fit(X_train, y_train)
print("Best parameters set found on development set:")
print()
# 再调用 clf.best_params_ 就能直接得到最好的参数搭配结果
print(clf.best_params_)
print()
print("Grid scores on development set:")
print()
means = clf.cv_results_['mean_test_score']
stds = clf.cv_results_['std_test_score']
# 看一下具体的参数间不同数值的组合后得到的分数是多少
for mean, std, params in zip(means, stds, clf.cv_results_['params']):
print("%0.3f (+/-%0.03f) for %r"
% (mean, std * 2, params))
print()
print("Detailed classification report:")
print()
print("The model is trained on the full development set.")
print("The scores are computed on the full evaluation set.")
print()
y_true, y_pred = y_test, clf.predict(X_test)
# 打印在测试集上的预测结果与真实值的分数
print(classification_report(y_true, y_pred))
print()
运行结果
# Tuning hyper-parameters for precision
Best parameters set found on development set:
{'C': 10, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
Grid scores on development set:
0.986 (+/-0.016) for {'C': 1, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.959 (+/-0.029) for {'C': 1, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.988 (+/-0.017) for {'C': 10, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.982 (+/-0.026) for {'C': 10, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.988 (+/-0.017) for {'C': 100, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.982 (+/-0.025) for {'C': 100, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.988 (+/-0.017) for {'C': 1000, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.982 (+/-0.025) for {'C': 1000, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.975 (+/-0.014) for {'C': 1, 'kernel': 'linear'}
0.975 (+/-0.014) for {'C': 10, 'kernel': 'linear'}
0.975 (+/-0.014) for {'C': 100, 'kernel': 'linear'}
0.975 (+/-0.014) for {'C': 1000, 'kernel': 'linear'}
Detailed classification report:
The model is trained on the full development set.
The scores are computed on the full evaluation set.
precision recall f1-score support
0 1.00 1.00 1.00 89
1 0.97 1.00 0.98 90
2 0.99 0.98 0.98 92
3 1.00 0.99 0.99 93
4 1.00 1.00 1.00 76
5 0.99 0.98 0.99 108
6 0.99 1.00 0.99 89
7 0.99 1.00 0.99 78
8 1.00 0.98 0.99 92
9 0.99 0.99 0.99 92
micro avg 0.99 0.99 0.99 899
macro avg 0.99 0.99 0.99 899
weighted avg 0.99 0.99 0.99 899
# Tuning hyper-parameters for recall
Best parameters set found on development set:
{'C': 10, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
Grid scores on development set:
0.986 (+/-0.019) for {'C': 1, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.957 (+/-0.029) for {'C': 1, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.987 (+/-0.019) for {'C': 10, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.981 (+/-0.028) for {'C': 10, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.987 (+/-0.019) for {'C': 100, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.981 (+/-0.026) for {'C': 100, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.987 (+/-0.019) for {'C': 1000, 'gamma': 0.001, 'kernel': 'rbf'}
0.981 (+/-0.026) for {'C': 1000, 'gamma': 0.0001, 'kernel': 'rbf'}
0.972 (+/-0.012) for {'C': 1, 'kernel': 'linear'}
0.972 (+/-0.012) for {'C': 10, 'kernel': 'linear'}
0.972 (+/-0.012) for {'C': 100, 'kernel': 'linear'}
0.972 (+/-0.012) for {'C': 1000, 'kernel': 'linear'}
Detailed classification report:
The model is trained on the full development set.
The scores are computed on the full evaluation set.
precision recall f1-score support
0 1.00 1.00 1.00 89
1 0.97 1.00 0.98 90
2 0.99 0.98 0.98 92
3 1.00 0.99 0.99 93
4 1.00 1.00 1.00 76
5 0.99 0.98 0.99 108
6 0.99 1.00 0.99 89
7 0.99 1.00 0.99 78
8 1.00 0.98 0.99 92
9 0.99 0.99 0.99 92
micro avg 0.99 0.99 0.99 899
macro avg 0.99 0.99 0.99 899
weighted avg 0.99 0.99 0.99 899