数据结构与算法之逻辑回归 特征重要性排序 权重绝对值 / Shap 值

数据结构与算法阿木 发布于 6 天前 2 次阅读


摘要:

逻辑回归是一种广泛应用于分类问题的统计方法。在逻辑回归模型中,特征的重要性排序对于理解模型、优化模型以及解释模型预测结果具有重要意义。本文将围绕逻辑回归模型,探讨特征重要性排序的方法,包括基于权重绝对值和Shap值的方法,并通过Python代码实现这些方法,以供读者参考。

一、

逻辑回归是一种经典的概率型线性回归模型,常用于二分类问题。在逻辑回归模型中,每个特征对预测结果的影响程度不同,因此对特征进行重要性排序有助于我们更好地理解模型、优化模型以及解释模型预测结果。

二、特征重要性排序方法

1. 基于权重绝对值的方法

在逻辑回归模型中,每个特征的权重代表了该特征对预测结果的影响程度。我们可以通过比较权重绝对值的大小来对特征进行重要性排序。

2. 基于Shap值的方法

Shap值(SHapley Additive exPlanations)是一种解释模型预测结果的方法,它通过计算每个特征对模型预测结果的贡献来评估特征的重要性。

三、Python代码实现

以下是基于权重绝对值和Shap值对逻辑回归模型特征进行重要性排序的Python代码实现。

python

import numpy as np


from sklearn.linear_model import LogisticRegression


from sklearn.datasets import load_iris


from sklearn.model_selection import train_test_split


from sklearn.metrics import accuracy_score


import shap

加载数据集


data = load_iris()


X = data.data


y = data.target

划分训练集和测试集


X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42)

训练逻辑回归模型


model = LogisticRegression()


model.fit(X_train, y_train)

获取模型权重


weights = model.coef_[0]

基于权重绝对值进行特征重要性排序


sorted_indices = np.argsort(np.abs(weights))[::-1]


sorted_features = [data.feature_names[i] for i in sorted_indices]

打印基于权重绝对值的特征重要性排序


print("特征重要性排序(基于权重绝对值):")


for feature in sorted_features:


print(feature)

使用Shap值进行特征重要性排序


explainer = shap.LinearExplainer(model, X_train)


shap_values = explainer.shap_values(X_test)

打印基于Shap值的特征重要性排序


print("特征重要性排序(基于Shap值):")


for i, feature in enumerate(data.feature_names):


print(f"{feature}: {np.mean(np.abs(shap_values[:, i]))}")

验证模型准确率


y_pred = model.predict(X_test)


accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)


print(f"模型准确率: {accuracy:.2f}")


四、结论

本文介绍了两种逻辑回归模型特征重要性排序的方法:基于权重绝对值和基于Shap值。通过Python代码实现,我们可以方便地对逻辑回归模型进行特征重要性排序,从而更好地理解模型、优化模型以及解释模型预测结果。

在实际应用中,我们可以根据具体问题选择合适的方法进行特征重要性排序。结合其他特征选择方法,如基于信息增益、基于卡方检验等,可以进一步提高特征选择的效果。

五、展望

随着深度学习等机器学习技术的发展,特征重要性排序方法也在不断丰富。未来,我们可以探索更多基于深度学习的特征重要性排序方法,以适应更复杂的模型和更广泛的应用场景。