K 近邻:分类和回归、贝叶斯分类器和贝叶斯错误率
用离它最近的 K 个观测来预测一个新观测,K 取多大好?最好的分类器(贝叶斯分类器)能做到多低的错误率?
- 对过的标准答案
- 4 条
- 覆盖的考试公式
- 1 个
- 参数
- 12 个
- 开源库
- 2 个
01当场运行
改一个参数,当场重算
正在用默认参数运行,计算量大的方法最多要 20 秒。
04出处和说明
公式从哪里来,有什么限制
列出参考的教材、论文和考试公式条目。方法的限制和实现上的说明也写在这里。
参考
- James、Witten、Hastie、Tibshirani:An Introduction to Statistical Learning(第 2 版)2.2 评估模型的精度:偏差-方差权衡、贝叶斯分类器、K 近邻
- James 等 ISLR(第 2 版)练习 2.4.7 的 6 个观测(默认的自己输入的数据)
覆盖的考试公式
- SML-003KNN 分类与回归、贝叶斯错误率SRMPA
公式条目按精算考试的公式表整理,编号和中文名是平台自己的。
这个方法算什么
自己输入训练点时,列出到要预测的点的距离、K 个邻居和预测(多数投票或平均)。模拟数据(两类各服从一个正态分布)时,训练 K 近邻、在大的测试集上算错误率,随 1/K 画出训练和测试错误率,和闭式的贝叶斯错误率 Φ(−Δ/2) 比较,用留一交叉验证选 K。
说明和限制
- 距离是欧氏距离,变量没有标准化(量纲不同时要先标准化)。分类时两类票数相同,取最近的那个邻居的类别。
- K = 1 时训练错误率是 0,测试错误率却不低;K 太大时决策边界太平滑。测试错误率随 1/K 先降后升(ISLR 图 2.17)。
- 贝叶斯错误率是不可约的误差:两类都服从方差为 1 的正态分布、均值相距 Δ、先验各一半时,贝叶斯分类器按到两个均值的距离分类,错误率 Φ(−Δ/2)。
- 模拟时测试集 5,000 个观测,K 的范围 1–100(不超过训练集的观测数)。
数据
模拟的数据或自己输入的训练点
05同族的方法
统计学习,还有 9 个方法
同一个方法族里的其他方法。在智能体里,用一句话就能调用这些方法。
在智能体里这样问“用离它最近的 K 个观测来预测一个新观测,K 取多大好?最好的分类器(贝叶斯分类器)能做到多低的错误率?”
- Bagging 和随机森林:袋外误差和变量重要性一棵树太不稳定。在自助样本上种很多棵树再取平均(Bagging),每次分裂只看随机的几个变量(随机森林),误差能降多少?不用测试集怎么估计误差?2条标准答案
- 偏差-方差分解:测试误差为什么随复杂度先降后升模型越灵活,训练误差越小,可测试误差为什么会先降后升?测试误差里多少是方差、多少是偏差、多少是去不掉的噪声?3条标准答案
- 分类的评估:混淆矩阵、精确率、召回率、F1、ROC 和 AUC一个分类模型(例如预测是否出险、是否欺诈)好不好:在某个阈值下各类错了多少,精确率和召回率多少,换阈值时怎么取舍,AUC 多少?3条标准答案
- 分类树:Gini 指数、交叉熵、误分率和剪枝怎么用一棵树做分类?三种不纯度(Gini、熵、误分率)分出的树有什么不同?剪到多大,测试集上的混淆矩阵怎样?2条标准答案
- 成本复杂度剪枝:最弱连接和子树序列一棵长满的树怎么一步步剪小?给定惩罚 α,代价 R(T) + α|T| 最小的是哪棵子树?2条标准答案
- 层次聚类:完全、单、平均和重心连接不预先定类的个数,怎么一步步把最相近的观测和类合并成一棵树(谱系图)?不同的连接方式结果差在哪?3条标准答案
- K 均值聚类:类内平方和和肘部图怎么把观测分成 K 组,让组内尽量相似?分几组合适?2条标准答案
- 主成分分析:载荷、得分和方差解释比例(PVE)几个相关的变量能不能用少数几个综合指标概括?每个主成分是哪些变量的组合,解释了多少方差,要留几个?3条标准答案
- 回归树:递归二分、交叉验证剪枝(平方误差和泊松偏差)怎么用一棵二叉树把数据按变量切成几块、每块给一个预测?树长多大合适?出险频率能不能用树来分组?3条标准答案