python训练营打卡DAY10-编程实验室

@浙大疏锦行

知识点：

把之前所有的处理手段都处理一遍，回顾一下全流程，以后就用处理好的部分直接完成
开始机器学习建模（简单建模，不涉及调参）和评估

一、数据的处理

1.1 导入所需要的包

1.2 查看数据信息

1.3 特征名映射

1.4 删除无用列

1.5 编码映射

1.6 填补缺失值

1.7 异常值处理

1.8 可视化分析

1.9 其他核心部分

特征工程

衍生新特征：根据已有特征创建新的特征，可能会对模型性能有提升。例如，可以计算“Debt - to - Income Ratio”（负债收入比），即“Monthly Debt”与“Annual Income”的比值，来反映客户的债务负担情况。
特征选择：通过相关性分析等方法，选择与目标变量“Credit Default”相关性较高的特征，去除相关性较低或冗余的特征，以降低模型的复杂度和过拟合的风险。

此外，数据不平衡输出我们后面再说

此时你可能会好奇，怎么还没有归一化/标准化？这就需要我们引入数据泄露的观点了

我们之所以推迟归一化或标准化步骤，正是为了避免关键的训练集/测试集数据泄露问题。一旦在划分数据集之前对全集应用此类预处理，训练过程就间接利用了测试集的均值和标准差等统计信息，这会导致对模型在未知数据上性能的乐观估计。课上反复提及的核心：

考试理论：

不要提前知道考试题。
调参就需要考2次

二、机器学习模型建模

2.1 数据划分

2.2 数据归一化

只需要对连续特征归一化即可，离散特征编码后虽然是数值，但是不用动

from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.preprocessing import StandardScaler, MinMaxScaler # ---------------------------------------------------------------------- # 定义连续特征列 (需要归一化的特征) # ---------------------------------------------------------------------- continuous_features = [ '年收入', '当前工作年限', '开放账户数量', # 虽为计数，但一般也进行缩放 '信用历史年限', '最大开放信用额度', '距上次拖欠月数', '当前贷款金额', '当前信用余额', '月债务', '信用评分' ] # 初始化归一化器 (MinMaxScaler) scaler = MinMaxScaler() # 仅在训练集上 fit (学习最大值和最小值) # 然后对训练集进行 transform (应用缩放) # 注意：Scikit-learn 返回 NumPy 数组，需要重新赋值给 DataFrame X_train[continuous_features] = scaler.fit_transform(X_train[continuous_features]) # 使用训练集学到的参数 (scaler) 直接对测试集进行 transform # 绝对不能对测试集使用 fit_transform() X_test[continuous_features] = scaler.transform(X_test[continuous_features]) X_test

2.3 模型训练与评估

三行经典代码

模型实例化
模型训练（代入训练集）
模型预测（代入测试集）

测试集的预测值和测试集的真实值进行对比，得到混淆矩阵

基于混淆矩阵，计算准确率、召回率、F1值，这些都是固定阈值的评估指标
AUC是基于不同阈值得到不同的混淆矩阵，然后计算每个阈值对应FPR和TPR，讲这些点连成线，最后求曲线下的面积，得到AUC值

from sklearn.svm import SVC #支持向量机分类器 from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier #K近邻分类器 from sklearn.linear_model import LogisticRegression #逻辑回归分类器 import xgboost as xgb #XGBoost分类器 import lightgbm as lgb #LightGBM分类器 from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier #随机森林分类器 from catboost import CatBoostClassifier #CatBoost分类器 from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier #决策树分类器 from sklearn.naive_bayes import GaussianNB #高斯朴素贝叶斯分类器 from sklearn.metrics import accuracy_score, precision_score, recall_score, f1_score # 用于评估分类器性能的指标 from sklearn.metrics import classification_report, confusion_matrix #用于生成分类报告和混淆矩阵 import warnings #用于忽略警告信息 warnings.filterwarnings("ignore") # 忽略所有警告信息

SVM svm_model = SVC(random_state=42) svm_model.fit(X_train, y_train) svm_pred = svm_model.predict(X_test) print("\nSVM 分类报告：") print(classification_report(y_test, svm_pred)) # 打印分类报告 print("SVM 混淆矩阵：") print(confusion_matrix(y_test, svm_pred)) # 打印混淆矩阵 # 计算 SVM 评估指标，这些指标默认计算正类的性能 svm_accuracy = accuracy_score(y_test, svm_pred) svm_precision = precision_score(y_test, svm_pred) svm_recall = recall_score(y_test, svm_pred) svm_f1 = f1_score(y_test, svm_pred) print("SVM 模型评估指标：") print(f"准确率: {svm_accuracy:.4f}") print(f"精确率: {svm_precision:.4f}") print(f"召回率: {svm_recall:.4f}") print(f"F1 值: {svm_f1:.4f}")

classification_report它会生成所有类别的指标

准确率（Accuracy）是一个全局指标，衡量所有类别预测正确的比例 (TP + TN) / (TP + TN + FP + FN)。它不区分正负类，所以它只有一个值，不区分类别

单独调用的 precision_score, recall_score, f1_score 在二分类中默认只计算正类（标签 1）的性能。由于模型从未成功预测出类别 1（TP=0），所以这些指标对类别 1 来说都是 0。

# 逻辑回归 logreg_model = LogisticRegression(random_state=42) logreg_model.fit(X_train, y_train) logreg_pred = logreg_model.predict(X_test) print("\n逻辑回归 分类报告：") print(classification_report(y_test, logreg_pred)) print("逻辑回归 混淆矩阵：") print(confusion_matrix(y_test, logreg_pred)) logreg_accuracy = accuracy_score(y_test, logreg_pred) logreg_precision = precision_score(y_test, logreg_pred) logreg_recall = recall_score(y_test, logreg_pred) logreg_f1 = f1_score(y_test, logreg_pred) print("逻辑回归 模型评估指标：") print(f"准确率: {logreg_accuracy:.4f}") print(f"精确率: {logreg_precision:.4f}") print(f"召回率: {logreg_recall:.4f}") print(f"F1 值: {logreg_f1:.4f}")

我们来解读一下这个输出的表格，看看能看出来哪些信息？

Precision (精确率) 在所有模型预测为该类别的样本中，真正属于该类别的比例。
Recall (召回率) 在所有真正属于该类别的样本中，被模型正确识别的比例。

因此，分类报告必须给出 0 和 1 的详细指标，以便了解模型在预测两种不同结果时的偏向和能力差异。

准确率 (Accuracy)：这是整体指标，计算的是 (TP+TN)/Total，与 0 或 1 无关，所以只有一个总值。

在二分类问题中，Scikit-learn 的评估函数（如 precision_score, recall_score, f1_score）在默认情况下，会将标签 1 视为重点关注的正类来计算指标。

此外，support（样本数）显示，类别 0 有 997 个样本，而类别 1 只有 400 个样本。这是一个不平衡数据集。逻辑回归模型严重偏向于预测类别 0（未违约），模型在预测 1（违约）时很“谨慎”（高 Precision: 0.89），但它错过了大量真正的违约者（低 Recall: 0.28）。

精确率关注的是“误报”（False Positive）——即把非违约客户错判为违约客户的错误。预测为违约的客户中有 89.43% 是正确的。误报率低。
召回率关注的是“漏报”（False Negative）——即把真正违约的客户错判为未违约客户的错误。模型只识别出了所有真正违约客户中的 27.50%。漏报率极高。

其他类似的和上面一样输出