朴素貝葉斯算法的python實現


朴素貝葉斯

算法優缺點

  • 優點:在數據較少的情況下依然有效,可以處理多類別問題

  • 缺點:對輸入數據的准備方式敏感

  • 適用數據類型:標稱型數據

算法思想:

朴素貝葉斯
比如我們想判斷一個郵件是不是垃圾郵件,那么我們知道的是這個郵件中的詞的分布,那么我們還要知道:垃圾郵件中某些詞的出現是多少,就可以利用貝葉斯定理得到。
朴素貝葉斯分類器中的一個假設是:每個特征同等重要

函數

loadDataSet()

創建數據集,這里的數據集是已經拆分好的單詞組成的句子,表示的是某論壇的用戶評論,標簽1表示這個是罵人的

createVocabList(dataSet)

找出這些句子中總共有多少單詞,以確定我們詞向量的大小

setOfWords2Vec(vocabList, inputSet)

將句子根據其中的單詞轉成向量,這里用的是伯努利模型,即只考慮這個單詞是否存在

bagOfWords2VecMN(vocabList, inputSet)

這個是將句子轉成向量的另一種模型,多項式模型,考慮某個詞的出現次數

trainNB0(trainMatrix,trainCatergory)

計算P(i)和P(w[i]|C[1])和P(w[i]|C[0]),這里有兩個技巧,一個是開始的分子分母沒有全部初始化為0是為了防止其中一個的概率為0導致整體為0,另一個是后面乘用對數防止因為精度問題結果為0

classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1)

根據貝葉斯公式計算這個向量屬於兩個集合中哪個的概率高

  1.  1 #coding=utf-8
     2 from numpy import *
     3 def loadDataSet():
     4     postingList=[['my', 'dog', 'has', 'flea', 'problems', 'help', 'please'],
     5                  ['maybe', 'not', 'take', 'him', 'to', 'dog', 'park', 'stupid'],
     6                  ['my', 'dalmation', 'is', 'so', 'cute', 'I', 'love', 'him'],
     7                  ['stop', 'posting', 'stupid', 'worthless', 'garbage'],
     8                  ['mr', 'licks', 'ate', 'my', 'steak', 'how', 'to', 'stop', 'him'],
     9                  ['quit', 'buying', 'worthless', 'dog', 'food', 'stupid']]
    10     classVec = [0,1,0,1,0,1]    #1 is abusive, 0 not
    11     return postingList,classVec
    12 
    13 #創建一個帶有所有單詞的列表
    14 def createVocabList(dataSet):
    15     vocabSet = set([])
    16     for document in dataSet:
    17         vocabSet = vocabSet | set(document)
    18     return list(vocabSet)
    19     
    20 def setOfWords2Vec(vocabList, inputSet):
    21     retVocabList = [0] * len(vocabList)
    22     for word in inputSet:
    23         if word in vocabList:
    24             retVocabList[vocabList.index(word)] = 1
    25         else:
    26             print 'word ',word ,'not in dict'
    27     return retVocabList
    28 
    29 #另一種模型    
    30 def bagOfWords2VecMN(vocabList, inputSet):
    31     returnVec = [0]*len(vocabList)
    32     for word in inputSet:
    33         if word in vocabList:
    34             returnVec[vocabList.index(word)] += 1
    35     return returnVec
    36 
    37 def trainNB0(trainMatrix,trainCatergory):
    38     numTrainDoc = len(trainMatrix)
    39     numWords = len(trainMatrix[0])
    40     pAbusive = sum(trainCatergory)/float(numTrainDoc)
    41     #防止多個概率的成績當中的一個為0
    42     p0Num = ones(numWords)
    43     p1Num = ones(numWords)
    44     p0Denom = 2.0
    45     p1Denom = 2.0
    46     for i in range(numTrainDoc):
    47         if trainCatergory[i] == 1:
    48             p1Num +=trainMatrix[i]
    49             p1Denom += sum(trainMatrix[i])
    50         else:
    51             p0Num +=trainMatrix[i]
    52             p0Denom += sum(trainMatrix[i])
    53     p1Vect = log(p1Num/p1Denom)#處於精度的考慮,否則很可能到限歸零
    54     p0Vect = log(p0Num/p0Denom)
    55     return p0Vect,p1Vect,pAbusive
    56     
    57 def classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1):
    58     p1 = sum(vec2Classify * p1Vec) + log(pClass1)    #element-wise mult
    59     p0 = sum(vec2Classify * p0Vec) + log(1.0 - pClass1)
    60     if p1 > p0:
    61         return 1
    62     else: 
    63         return 0
    64         
    65 def testingNB():
    66     listOPosts,listClasses = loadDataSet()
    67     myVocabList = createVocabList(listOPosts)
    68     trainMat=[]
    69     for postinDoc in listOPosts:
    70         trainMat.append(setOfWords2Vec(myVocabList, postinDoc))
    71     p0V,p1V,pAb = trainNB0(array(trainMat),array(listClasses))
    72     testEntry = ['love', 'my', 'dalmation']
    73     thisDoc = array(setOfWords2Vec(myVocabList, testEntry))
    74     print testEntry,'classified as: ',classifyNB(thisDoc,p0V,p1V,pAb)
    75     testEntry = ['stupid', 'garbage']
    76     thisDoc = array(setOfWords2Vec(myVocabList, testEntry))
    77     print testEntry,'classified as: ',classifyNB(thisDoc,p0V,p1V,pAb)
    78     
    79     
    80 def main():
    81     testingNB()
    82     
    83 if __name__ == '__main__':
    84     main()

     

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