python实现随机森林

‘壹’ python语言学什么_python语言能做什么

这里整理了一份系统全面的Python开发学习路线，主要涉及以下知识，感兴趣的小伙伴欢迎一起来学习~

第一阶段：专业核心基础

阶段目标：

1.熟练掌握Python的开发环境与编程核心知识

2.熟练运用Python面向对象知识进行程序开发

3.对Python的核心库和组件有深入理解

4.熟练应用SQL语句进行数据库常用操作

5.熟练运用Linux操作系统命令及环境配置

6.熟练使用MySQL，掌握数据库高级操作

7.能综合运用所学知识完成项目

知识点：

Python编程基础、Python面向对象、Python高级进阶、MySQL数据库、Linux操作系统。

1、Python编程基础，语法规则，函数与参数，数据类型，模块与包，文件IO，培养扎实的Python编程基本功，同时对Python核心对象和库的编程有熟练的运用。

2、Python面向对象，核心对象，异常处理，多线程，网络编程，深入理解面向对象编程，异常处理机制，多线程原理，网络协议知识，并熟练运用于项目中。

3、类的原理，MetaClass，下划线的特殊方法，递归，魔术方法，反射，迭代器，装饰器，UnitTest，Mock。深入理解面向对象底层原理，掌握Python开发高级进阶技术，理解单元测试技术。

4、数据库知识，范式，MySQL配置，命令，建库建表，数据的增删改查，约束，视图，存储过程，函数，触发器，事务，游标，PDBC，深入理解数据库管理系首裤如统通用知识及MySQL数据库的使用与管理。为Python后台开发打下坚实基础。

5、Linux安装配置，文件目录操作，VI命令，管理，用户与权限，环境配置，Docker，Shell编程Linux作为一个主流的服务器操作系统，是每一个开发工程师必须掌握的重点技术，并且能够熟练运用。

第二阶段：PythonWEB开发

阶段目标：

1.熟练掌握Web前端开发纯蚂技术，HTML，CSS，JavaScript及前端框架

2.深入理解Web系统中的前后端交互过程与通信协议

3.熟练运用Web前端和Django和Flask等主流框架完成Web系统开发

4.深入理解网络协议，分布式，PDBC，AJAX，JSON等知识

5.能够运用所学知识开发一个MiniWeb框架，掌握框架实现原理

6.使用Web开发框架实现贯穿项目

知识点：

Web前端编程、Web前端高级、Django开发框架、Flask开发框架、Web开发项目实战。

1、Web页面元素，布局，CSS样式，盒模型，JavaScript，JQuery与Bootstrap掌握前者启端开发技术，掌握JQuery与BootStrap前端开发框架，完成页面布局与美化。

2、前端开发框架Vue，JSON数据，网络通信协议，Web服务器与前端交互熟练使用Vue框架，深入理解HTTP网络协议，熟练使用Swagger，AJAX技术实现前后端交互。

3、自定义Web开发框架，Django框架的基本使用，Model属性及后端配置，Cookie与Session，模板Templates，ORM数据模型，Redis二级缓存，RESTful，MVC模型掌握Django框架常用API，整合前端技术，开发完整的WEB系统和框架。

4、Flask安装配置，App对象的初始化和配置，视图函数的路由，Request对象，Abort函数，自定义错误，视图函数的返回值，Flask上下文和请求钩子，模板，数据库扩展包Flask-Sqlalchemy，数据库迁移扩展包Flask-Migrate，邮件扩展包Flask-Mail。掌握Flask框架的常用API，与Django框架的异同，并能独立开发完整的WEB系统开发。

第三阶段：爬虫与数据分析

阶段目标：

1.熟练掌握爬虫运行原理及常见网络抓包工具使用，能够对HTTP及HTTPS协议进行抓包分析

2.熟练掌握各种常见的网页结构解析库对抓取结果进行解析和提取

3.熟练掌握各种常见反爬机制及应对策略，能够针对常见的反爬措施进行处理

4.熟练使用商业爬虫框架Scrapy编写大型网络爬虫进行分布式内容爬取

5.熟练掌握数据分析相关概念及工作流程

6.熟练掌握主流数据分析工具Numpy、Pandas和Matplotlib的使用

7.熟练掌握数据清洗、整理、格式转换、数据分析报告编写

8.能够综合利用爬虫爬取豆瓣网电影评论数据并完成数据分析全流程项目实战

知识点：

网络爬虫开发、数据分析之Numpy、数据分析之Pandas。

1、爬虫页面爬取原理、爬取流程、页面解析工具LXML，正则表达式，代理池编写和架构、常见反爬措施及解决方案、爬虫框架结构、商业爬虫框架Scrapy，基于对爬虫爬取原理、网站数据爬取流程及网络协议的分析和了解，掌握网页解析工具的使用，能够灵活应对大部分网站的反爬策略，具备独立完成爬虫框架的编写能力和熟练应用大型商业爬虫框架编写分布式爬虫的能力。

2、Numpy中的ndarray数据结构特点、numpy所支持的数据类型、自带的数组创建方法、算术运算符、矩阵积、自增和自减、通用函数和聚合函数、切片索引、ndarray的向量化和广播机制，熟悉数据分析三大利器之一Numpy的常见使用，熟悉ndarray数据结构的特点和常见操作，掌握针对不同维度的ndarray数组的分片、索引、矩阵运算等操作。

3、Pandas里面的三大数据结构，包括Dataframe、Series和Index对象的基本概念和使用，索引对象的更换及删除索引、算术和数据对齐方法，数据清洗和数据规整、结构转换，熟悉数据分析三大利器之一Pandas的常见使用，熟悉Pandas中三大数据对象的使用方法，能够使用Pandas完成数据分析中最重要的数据清洗、格式转换和数据规整工作、Pandas对文件的读取和操作方法。

4、matplotlib三层结构体系、各种常见图表类型折线图、柱状图、堆积柱状图、饼图的绘制、图例、文本、标线的添加、可视化文件的保存，熟悉数据分析三大利器之一Matplotlib的常见使用，熟悉Matplotlib的三层结构，能够熟练使用Matplotlib绘制各种常见的数据分析图表。能够综合利用课程中所讲的各种数据分析和可视化工具完成股票市场数据分析和预测、共享单车用户群里数据分析、全球幸福指数数据分析等项目的全程实战。

第四阶段：机器学习与人工智能

阶段目标：

1.理解机器学习相关的基本概念及系统处理流程

2.能够熟练应用各种常见的机器学习模型解决监督学习和非监督学习训练和测试问题，解决回归、分类问题

3.熟练掌握常见的分类算法和回归算法模型，如KNN、决策树、随机森林、K-Means等

4.掌握卷积神经网络对图像识别、自然语言识别问题的处理方式，熟悉深度学习框架TF里面的张量、会话、梯度优化模型等

5.掌握深度学习卷积神经网络运行机制，能够自定义卷积层、池化层、FC层完成图像识别、手写字体识别、验证码识别等常规深度学习实战项目

知识点：

1、机器学习常见算法、sklearn数据集的使用、字典特征抽取、文本特征抽取、归一化、标准化、数据主成分分析PCA、KNN算法、决策树模型、随机森林、线性回归及逻辑回归模型和算法。熟悉机器学习相关基础概念，熟练掌握机器学习基本工作流程，熟悉特征工程、能够使用各种常见机器学习算法模型解决分类、回归、聚类等问题。

2、Tensorflow相关的基本概念，TF数据流图、会话、张量、tensorboard可视化、张量修改、TF文件读取、tensorflowplayround使用、神经网络结构、卷积计算、激活函数计算、池化层设计，掌握机器学习和深度学习之前的区别和练习，熟练掌握深度学习基本工作流程，熟练掌握神经网络的结构层次及特点，掌握张量、图结构、OP对象等的使用，熟悉输入层、卷积层、池化层和全连接层的设计，完成验证码识别、图像识别、手写输入识别等常见深度学习项目全程实战。

‘贰’ 机器学习有哪些算法

1. 线性回归
在统计学和机器学习领域，线性回归可能是最广为人知也最易理解的算法之一。
2. Logistic 回归
Logistic 回归是机器学习从统计学领域借鉴过来的另一种技术。它是二分类问题的首选方法。
3. 线性判别分析
Logistic 回归是一种传统的分类算法，它的使用场景仅限于二分类问题。如果你有两个以上的类，那么线性判别分析算法（LDA）是首选的线性分类技术。
4.分类和回归树
决策树是一类重要的机器学习预测建模算法。
5. 朴素贝叶斯
朴素贝叶斯是一种简单而强大的预测建模算法。
6. K 最近邻算法
K 最近邻（KNN）算法是非常简单而有效的。KNN 的模型表示就是整个训练数据集。
7. 学习向量量化
KNN 算法的一个缺点是，你需要处理整个训练数据集。
8. 支持向量机
支持向量机（SVM）可能是目前最流行、被讨论地最多的机器学习算法之一。
9. 袋装法和随机森林
随机森林是最流行也最强大的机器学习算法之一，它是一种集成机器学习算法。

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‘叁’ 求问随机森林算法的简单实现过程

随机森林（Random forest）指的是利用多棵树对样本进行训练并预测的一种分类器。 并且其输出的类别是由个别树输出的类别的众数而定。在机器学习中有一个地位很重要的包scikit-learn可实现随机森林算法。

原理：（随机森林的分类预测和回归预测sklearn.ensemble.RandomForestRegressor方法）
(1)给定训练集S，测试集T，特征维数F。确定参数：使用到的CART的数量t，每棵树的深度d，每个节点使用到的特征数量f，终止条件：节点上最少样本数s，节点上最少的信息增益m，对于第1-t棵树，i=1-t：
(2)从S中有放回的抽取大小和S一样的训练集S(i)，作为根节点的样本，从根节点开始训练
(3)如果当前节点上达到终止条件，则设置当前节点为叶子节点，如果是分类问题，该叶子节点的预测输出为当前节点样本集合中数量最多的那一类c(j)，概率p为c(j)占当前样本集的比例；如果是回归问题，预测输出为当前节点样本集各个样本值的平均值。然后继续训练其他节点。如果当前节点没有达到终止条件，则从F维特征中无放回的随机选取f维特征。利用这f维特征，寻找分类效果最好的一维特征k及其阈值th，当前节点上样本第k维特征小于th的样本被划分到左节点，其余的被划分到右节点。继续训练其他节点。
(4)重复(2)(3)直到所有节点都训练过了或者被标记为叶子节点。
(5)重复(2),(3),(4)直到所有CART都被训练过。
随机森林的简单实现过程如下：
一、 开发环境、编译环境：
PyCharm Community Edition 2016.2.3
Python2.7.10
二、 所用库及安装方法：
pandas[python自带]
sklearn：命令行pip install sklearn;如果没有安装pip,先使用easy_install pip安装pip；如果在MAC上没有权限，使用sudo pip install sklearn;
三、 代码介绍
1. 使用pandas读取本地excel的训练集和测试集，将属性集赋给X_train和Y_train;将要预测的集合赋给X_test和Y_test;
2. 使用DictVectorizer对数据进行规范化、标准化
3. 生成RandomForestRegressor对象，并将训练集传入fit方法中进行训练
4. 调用predict函数进行预测，并将结果存入y_predict变量中；
5. 使用mean_squared_error、score方法输出MSE、NMSE值对拟合度、稳定度进行分析；输出feature_importance，对影响最终结果的属性进行分析；
6. 详细代码见附录
四、 附录
# coding:utf-8
import pandas as pd
data_train = pd.read_excel('/Users/xiaoliu/Desktop/data_train.xlsx')
X_train = data_train[['CPI', 'GDP', 'PPI', 'AJR', 'BJFJ', 'FBDR', 'PCFD', 'PCFDED', 'BDR']]
y_train = data_train['FJ']

data_test = pd.read_excel('/Users/xiaoliu/Desktop/data_test.xlsx')
X_test = data_test[['CPI', 'GDP', 'PPI', 'AJR', 'BJFJ', 'FBDR', 'PCFD', 'PCFDED', 'BDR']]
y_test = data_test['FJ']

from sklearn.feature_extraction import DictVectorizer

vec = DictVectorizer(sparse=False)
X_train = vec.fit_transform(X_train.to_dict(orient='records'))
X_test = vec.transform(X_test.to_dict(orient='records'))

from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
rf = RandomForestRegressor()
rf.fit(X_train,y_train)
y_predict = rf.predict(X_test)
print 'predict value:',y_predict

from sklearn.metrics import mean_squared_error
print 'MSE:', mean_squared_error(y_test, y_predict)
print 'NMES:',rf.score(X_test, y_test)
print rf.feature_importances_

‘肆’ python随机森林分类模型，测试集和训练集的样本数没有准确按照70%和30%分配

进行比例划分的时候 从 int 型 转化为了 float 型， float型总是会有微小的误差的，这个不是大问题。
比如你输入 1- 0.9 ， 可能返回 0.1， 也可能返回0.09999999 或者 0.100000000001 , 这是计算机存储机制导致的。

‘伍’ 我用Python进行随机森林回归，训练好模型后用来预测，预测值却为一个定值，请问这是什么原因导致的

随机森林是以决策树为基础的一种更高级的算法。随机森林可用于回归也可以用于分类。它的工作原理是生成多个分类器/模型，各自独立地学习和作出预测。最后对这些预测进行集成，因此优于任何一个单分类的做出预测，是一种优秀的机器学习模型。

之所以你没能学习到有效的模型，可能是你的数据中的因子与预测指标的关联强度不够，因此学习到的是常数模型，也有可能是数据的处理流程或者模型的使用方法不对。网页链接这个网址上的课程完整讲解了随机森林算法的使用，希望对你有帮助