机器学习系列十九：sklearn-GridSearchCV
一、简介
GridSearchCV，它存在的意义就是自动调参，只要把参数输进去，就能给出最优化的结果和参数。但是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。这个时候就是需要动脑筋了。数据量比较大的时候可以使用一个快速调优的方法——坐标下降。它其实是一种贪心算法：拿当前对模型影响最大的参数调优，直到最优化；再拿下一个影响最大的参数调优，如此下去，直到所有的参数调整完毕。
RandomizedSearchCV的使用方法其实是和GridSearchCV一致的，但它以随机在参数空间中采样的方式代替了GridSearchCV对于参数的网格搜索，在对于有连续变量的参数时，RandomizedSearchCV会将其当作一个分布进行采样这是网格搜索做不到的，它的搜索能力取决于设定的n_iter参数。
二、GridSearchCV模块
1.模块导入
from sklearn.model_selection import GridSearchCV2.函数原型
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)
3.常用参数
estimator：所使用的分类器，如RandomForestClassifier、SVM等。
param_grid：值为字典或者列表，即需要最优化的参数的取值。
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。
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。
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。
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。
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。
4.常用属性和方法
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
三、应用实例
1.GridSearchCV搜索SVM
from sklearn import datasets
from sklearn.cross_validation import train_test_split
from sklearn.grid_search import GridSearchCV
from sklearn.metrics import classification_report
from sklearn.svm import SVC
# Loading the Digits dataset
digits = datasets.load_digits()
# To apply an classifier on this data, we need to flatten the image, to
# turn the data in a (samples, feature) matrix:
n_samples = len(digits.images)
X = digits.images.reshape((n_samples, -1))
y = digits.target
# 将数据集分成训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(
X, y, test_size=0.5, random_state=0)
# 设置gridsearch的参数
tuned_parameters = [{'kernel': ['rbf'], 'gamma': [1e-3, 1e-4],
'C': [1, 10, 100, 1000]},
{'kernel': ['linear'], 'C': [1, 10, 100, 1000]}]
#设置模型评估的方法.如果不清楚,可以参考上面的k-fold章节里面的超链接
scores = ['precision', 'recall']
for score in scores:
print("# Tuning hyper-parameters for %s" % score)
#构造这个GridSearch的分类器,5-fold
clf = GridSearchCV(SVC(), tuned_parameters, cv=5,
scoring='%s_weighted' % score)
#只在训练集上面做k-fold,然后返回最优的模型参数
clf.fit(X_train, y_train)
print("Best parameters set found on development set:")
#输出最优的模型参数
print(clf.best_params_)
print("Grid scores on development set:")
for params, mean_score, scores in clf.grid_scores_:
print("%0.3f (+/-%0.03f) for %r"
% (mean_score, scores.std() * 2, params))
print("Detailed classification report:")
print("The model is trained on the full development set.")
print("The scores are computed on the full evaluation set.")
#在测试集上测试最优的模型的泛化能力.
y_true, y_pred = y_test, clf.predict(X_test)
print(classification_report(y_true, y_pred))
2.GridSearchCV搜索Adaboost设置嵌套参数
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.ensemble import AdaBoostClassifier
from sklearn.grid_search import GridSearchCV
from sklearn import datasets
iris = datasets.load_iris()
param_grid = {"base_estimator__criterion": ["gini", "entropy"],
"base_estimator__splitter": ["best", "random"],
"n_estimators": [1, 2]}
dtc = DecisionTreeClassifier()
ada = AdaBoostClassifier(base_estimator=dtc)
X, y = datasets.make_hastie_10_2(n_samples=12000, random_state=1)
grid_search_ada = GridSearchCV(ada, param_grid=param_grid, cv=10)
grid_search_ada.fit(X, y)
print(grid_search_ada.best_params_)
print(grid_search_ada.best_score_)