R语言逻辑回归、ROC曲线和十折交叉验证

来源：互联网发布：zaker for mac 编辑：程序博客网时间：2024/05/21 10:53

自己整理编写的逻辑回归模板，作为学习笔记记录分享。数据集用的是14个自变量Xi，一个因变量Y的australian数据集。

1. 测试集和训练集3、7分组

australian <- read.csv("australian.csv",as.is = T,sep=",",header=TRUE)#读取行数N = length(australian$Y)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             #ind=1的是0.7概率出现的行，ind=2是0.3概率出现的行ind=sample(2,N,replace=TRUE,prob=c(0.7,0.3))#生成训练集(这里训练集和测试集随机设置为原数据集的70%，30%)aus_train <- australian[ind==1,]#生成测试集aus_test <- australian[ind==2,]

2.生成模型，结果导出

#生成logis模型，用glm函数#用训练集数据生成logis模型，用glm函数#family：每一种响应分布（指数分布族）允许各种关联函数将均值和线性预测器关联起来。常用的family：binomal(link='logit')--响应变量服从二项分布，连接函数为logit，即logistic回归pre <- glm(Y ~.,family=binomial(link = "logit"),data = aus_train)summary(pre)#测试集的真实值real <- aus_test$Y#predict函数可以获得模型的预测值。这里预测所需的模型对象为pre，预测对象newdata为测试集,预测所需类型type选择response,对响应变量的区间进行调整predict. <- predict.glm(pre,type='response',newdata=aus_test)#按照预测值为1的概率，>0.5的返回1，其余返回0predict =ifelse(predict.>0.5,1,0)#数据中加入预测值一列aus_test$predict = predict#导出结果为csv格式#write.csv(aus_test,"aus_test.csv")

3.模型检验

##模型检验res <- data.frame(real,predict)#训练数据的行数，也就是样本数量n = nrow(aus_train)      #计算Cox-Snell拟合优度R2 <- 1-exp((pre$deviance-pre$null.deviance)/n)    cat("Cox-Snell R2=",R2,"\n")#计算Nagelkerke拟合优度，我们在最后输出这个拟合优度值R2<-R2/(1-exp((-pre$null.deviance)/n))  cat("Nagelkerke R2=",R2,"\n")##模型的其他指标#residuals(pre)     #残差#coefficients(pre)  #系数，线性模型的截距项和每个自变量的斜率，由此得出线性方程表达式。或者写为coef(pre)#anova(pre)         #方差

4.准确率和精度

true_value=aus_test[,15]predict_value=aus_test[,16]#计算模型精确度error = predict_value-true_valueaccuracy = (nrow(aus_test)-sum(abs(error)))/nrow(aus_test) #精确度--判断正确的数量占总数的比例#计算Precision，Recall和F-measure#一般来说，Precision就是检索出来的条目（比如：文档、网页等）有多少是准确的，Recall就是所有准确的条目有多少被检索出来了#和混淆矩阵结合，Precision计算的是所有被检索到的item（TP+FP）中,"应该被检索到的item（TP）”占的比例；Recall计算的是所有检索到的item（TP）占所有"应该被检索到的item（TP+FN）"的比例。precision=sum(true_value & predict_value)/sum(predict_value)  #真实值预测值全为1 / 预测值全为1 --- 提取出的正确信息条数/提取出的信息条数recall=sum(predict_value & true_value)/sum(true_value)  #真实值预测值全为1 / 真实值全为1 --- 提取出的正确信息条数 /样本中的信息条数#P和R指标有时候会出现的矛盾的情况，这样就需要综合考虑他们，最常见的方法就是F-Measure（又称为F-Score）F_measure=2*precision*recall/(precision+recall)    #F-Measure是Precision和Recall加权调和平均，是一个综合评价指标#输出以上各结果print(accuracy)print(precision)print(recall)print(F_measure)#混淆矩阵，显示结果依次为TP、FN、FP、TNtable(true_value,predict_value)

5.ROC曲线的几个方法

#ROC曲线# 方法1#install.packages("ROCR")  library(ROCR)     pred <- prediction(predict.,true_value)   #预测值(0.5二分类之前的预测值)和真实值   performance(pred,'auc')@y.values        #AUC值perf <- performance(pred,'tpr','fpr')plot(perf)#方法2#install.packages("pROC")library(pROC)modelroc <- roc(true_value,predict.)plot(modelroc, print.auc=TRUE, auc.polygon=TRUE,legacy.axes=TRUE, grid=c(0.1, 0.2),     grid.col=c("green", "red"), max.auc.polygon=TRUE,     auc.polygon.col="skyblue", print.thres=TRUE)        #画出ROC曲线，标出坐标，并标出AUC的值#方法3，按ROC定义TPR=rep(0,1000)FPR=rep(0,1000)p=predict.for(i in 1:1000)  {   p0=i/1000;  ypred<-1*(p>p0)    TPR[i]=sum(ypred*true_value)/sum(true_value)    FPR[i]=sum(ypred*(1-true_value))/sum(1-true_value)  }plot(FPR,TPR,type="l",col=2)points(c(0,1),c(0,1),type="l",lty=2)

6.更换测试集和训练集的选取方式，采用十折交叉验证

australian <- read.csv("australian.csv",as.is = T,sep=",",header=TRUE)#将australian数据分成随机十等分#install.packages("caret")#固定folds函数的分组set.seed(7)require(caret)folds <- createFolds(y=australian$Y,k=10)#构建for循环，得10次交叉验证的测试集精确度、训练集精确度max=0num=0for(i in 1:10){    fold_test <- australian[folds[[i]],]   #取folds[[i]]作为测试集  fold_train <- australian[-folds[[i]],]   # 剩下的数据作为训练集    print("***组号***")    fold_pre <- glm(Y ~.,family=binomial(link='logit'),data=fold_train)  fold_predict <- predict(fold_pre,type='response',newdata=fold_test)  fold_predict =ifelse(fold_predict>0.5,1,0)  fold_test$predict = fold_predict  fold_error = fold_test[,16]-fold_test[,15]  fold_accuracy = (nrow(fold_test)-sum(abs(fold_error)))/nrow(fold_test)   print(i)  print("***测试集精确度***")  print(fold_accuracy)  print("***训练集精确度***")  fold_predict2 <- predict(fold_pre,type='response',newdata=fold_train)  fold_predict2 =ifelse(fold_predict2>0.5,1,0)  fold_train$predict = fold_predict2  fold_error2 = fold_train[,16]-fold_train[,15]  fold_accuracy2 = (nrow(fold_train)-sum(abs(fold_error2)))/nrow(fold_train)   print(fold_accuracy2)      if(fold_accuracy>max)    {    max=fold_accuracy      num=i    }  }print(max)print(num)##结果可以看到，精确度accuracy最大的一次为max,取folds[[num]]作为测试集，其余作为训练集。

7.得到十折交叉验证的精确度，结果导出

#十折里测试集最大精确度的结果testi <- australian[folds[[num]],]traini <- australian[-folds[[num]],]   # 剩下的folds作为训练集prei <- glm(Y ~.,family=binomial(link='logit'),data=traini)predicti <- predict.glm(prei,type='response',newdata=testi)predicti =ifelse(predicti>0.5,1,0)testi$predict = predicti#write.csv(testi,"ausfold_test.csv")errori = testi[,16]-testi[,15]accuracyi = (nrow(testi)-sum(abs(errori)))/nrow(testi) #十折里训练集的精确度predicti2 <- predict.glm(prei,type='response',newdata=traini)predicti2 =ifelse(predicti2>0.5,1,0)traini$predict = predicti2errori2 = traini[,16]-traini[,15]accuracyi2 = (nrow(traini)-sum(abs(errori2)))/nrow(traini) #测试集精确度、取第i组、训练集精确accuracyi;num;accuracyi2#write.csv(traini,"ausfold_train.csv")

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