一、概述
朴素贝叶斯分类算法是基于概率论中的贝叶斯公式得到的,也是比较常用的一种算法,而朴素代表的是属性之间的独立性,这样联合概率可以转换成各概率分量的乘积。
二、算法思想
其实这个算法的思想就是贝叶斯公式,如果不是很了解也没什么关系,只要看点例子就明白了,但由于这里只想给大家提供一些实用代码,因此就不仔细说例子了,《机器学习实战》中的那个灰石头的例子就不错,另外,如果还感觉不是很清楚,推荐看一下《数据挖掘导论》中贝叶斯分类器部分。
三、实例算法
不说废话了,现在开始介绍朴素贝叶斯的matlab代码编写,这里我们的目标是利用朴素贝叶斯进行文档分类,即确定该文档是侮辱类还是非侮辱类,分别以1和0表示。
1. 创建测试数据
%% 建立测试数据
postingList = [{‘my dog has flea problems help please’};
{‘maybe not take him to dog park stupid’};
{‘my dalmation is so cute I love him’};
{‘stop posting stupid worthless garbage’};
{‘mr licks ate my steak how to stop him’};
{‘quit buying worthless dog food stupid’}];
classVec = [0, 1, 0, 1, 0, 1];
意义应该还是比较明确的,就是说2,4,6是带有侮辱性语句的文档
2. 创建无重复单词的列表
%% 创建无重复单词的列表
[m, n] = size(postingList);
VocabList = [];
for i = 1: m
tempstr = postingList{i};
str_split = regexp(tempstr, ‘W*s+’, ‘split’);
VocabList = [VocabList, str_split];
end
VocabList_unique = unique(VocabList);
可以看一下单词列表
>> VocabList_unique
VocabList_unique =
Columns 1 through 8
‘I’ ‘ate’ ‘buying’ ‘cute’ ‘dalmation’ ‘dog’ ‘flea’ ‘food’
Columns 9 through 16
‘garbage’ ‘has’ ‘help’ ‘him’ ‘how’ ‘is’ ‘licks’ ‘love’
Columns 17 through 24
‘maybe’ ‘mr’ ‘my’ ‘not’ ‘park’ ‘please’ ‘posting’ ‘problems’
Columns 25 through 32
‘quit’ ‘so’ ‘steak’ ‘stop’ ‘stupid’ ‘take’ ‘to’ ‘worthless’
3. 创建列表向量
由于单词不好进行表述,我们需要根据单词列表创建一个向量表示列表中的单词是否出现,出现用1表示,未出现用0表示。
setOfWords2Vec.m文件如下
function wordsVec = setOfWords2Vec(vocabList, inputSet)
vocabList = unique(vocabList);
inputSet = unique(inputSet);
Listnum = length(vocabList);
inputnum = length(inputSet);
wordsVec = zeros(1, Listnum);
for i = 1: inputnum
for j = 1: Listnum
if (strcmp(vocabList{j}, inputSet{i}))
wordsVec(j) = 1;
end
end
end
列表向量测试代码如下
%% 创建列表向量测试
tempstr = postingList{1};
str_split = regexp(tempstr, ‘W*s+’, ‘split’);
wordsVec = setOfWords2Vec(VocabList_unique, str_split);
测试结果如下
wordsVec =
Columns 1 through 14
0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
Columns 15 through 28
0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0
Columns 29 through 32
0 0 0 0
上面的意思是测试postingList第一句’my dog has flea problems help please’
在单词表中的描述,对照上面的单词列表可以看到结果是正确的,比如wordsVec中的第六第七项为1,在单词表中表示的是dog 和 flea,这连个此时在上面那句话中出现的。
4. 贝叶斯分类函数编写
trainNB0.m文件
function [p0Vect, p1Vect, pAbusive] = trainNB0(trainMatrix, trainCategory)
[m, n] = size(trainMatrix);
pAbusive = sum(trainCategory) / m;
p1words = trainMatrix(find(trainCategory), :);
p0words = trainMatrix(find(1 – trainCategory), :);
p0wordscount = sum(p0words, 1) + 1; % 加1是为了防止出现0概率
p1wordscount = sum(p1words, 1) + 1;
p0Vect = log(p0wordscount ./ sum(p0wordscount));
p1Vect = log(p1wordscount ./ sum(p1wordscount));
这段代码还是要说明一下的
(1)注释位置那句对每个单词的出现初始化为1,就是说就算单词没出现,也将其计算为1,这是防止出现0概率,导致乘积为0。当然避免这个的方法有很多,每本书都不太一样,这里的+1采用的是Laplace平滑方法。
(2)最后算概率加了个log是减少其动态范围。
这两个都是为了实际应用对代码进行的修改,也就是说,就基本原理而言,不需要+1和增加log。
下面,我们对这个代码进行测试
%% 测试trainNB0
trainMatrix = [];
for i = 1: m
tempstr = postingList{i};
str_split = regexp(tempstr, ‘W*s+’, ‘split’);
wordsVec = setOfWords2Vec(VocabList_unique, str_split);
trainMatrix = [trainMatrix;wordsVec];
end
[p0V, p1V, pAb] = trainNB0(trainMatrix, classVec);
p0V代表0分类下,每个单词的出现概率,也就是先验概率(由于用了log,所以是负数,并且由于+1,故没有无穷大项目)
p0V =
Columns 1 through 8
-3.3322 -3.3322 -4.0254 -3.3322 -3.3322 -3.3322 -3.3322 -4.0254
Columns 9 through 16
-4.0254 -3.3322 -3.3322 -2.9267 -3.3322 -3.3322 -3.3322 -3.3322
Columns 17 through 24
-4.0254 -3.3322 -2.6391 -4.0254 -4.0254 -3.3322 -4.0254 -3.3322
Columns 25 through 32
-4.0254 -3.3322 -3.3322 -3.3322 -4.0254 -4.0254 -3.3322 -4.0254
p1V意义类似
p1V =
Columns 1 through 8
-3.9318 -3.9318 -3.2387 -3.9318 -3.9318 -2.8332 -3.9318 -3.2387
Columns 9 through 16
-3.2387 -3.9318 -3.9318 -3.2387 -3.9318 -3.9318 -3.9318 -3.9318
Columns 17 through 24
-3.2387 -3.9318 -3.9318 -3.2387 -3.2387 -3.9318 -3.2387 -3.9318
Columns 25 through 32
-3.2387 -3.9318 -3.9318 -3.2387 -2.5455 -3.2387 -3.2387 -2.8332
pAb代表的是分类为1的文件占所有文件的比例
pAb = 0.5
这个很明显,因为测试数据中有三个分类为1,并且一个有6项。
5. 分类测试
训练部分的代码已经写完了,下面我们的分类器就可以使用了,利用贝叶斯公式计算p(c | w)并比较大小可以确定分类c。
对于本例来说
p(w|0) = 待分类语句中每个单词在0类出现的概率的乘积
p(w|1) = 待分类语句中每个单词在1类出现的概率的乘积
p(0|w) = p(w|0)*p(0) / p(w)
p(1|w) = p(w|1)*p(1) / p(w)
如果p(0|w) > p(1|w)分类就是0,反之就是1
代码如下
classifyNB.m
function classRes = classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1)
p1 = sum(vec2Classify .* p1Vec) + log(pClass1);
p0 = sum(vec2Classify .* p0Vec) + log(1 – pClass1);
if p1 > p0
classRes = 1;
else
classRes = 0;
end
说明:
由于前面的概率是以log形式表示的,所以乘积就变成了加法,还有就是p(w)不影响比较结果,因此未予计算。
测试代码如下
%% 进行分类测试
testEntry = ‘love my dalmation’;
str_split = regexp(testEntry, ‘W*s+’, ‘split’);
wordsVec1 = setOfWords2Vec(VocabList_unique, str_split);
classRes1 = classifyNB(wordsVec1, p0V, p1V, pAb);
testEntry = ‘stupid garbage’;
str_split = regexp(testEntry, ‘W*s+’, ‘split’);
wordsVec2 = setOfWords2Vec(VocabList_unique, str_split);
classRes2 = classifyNB(wordsVec2, p0V, p1V, pAb);
结果就是
classRes1 = 0
classRes2 = 1
也就是说,分类确定第二句带有侮辱性,其实从其中的stupid就可以看出
四、算法应用
前面就说过,这个算法应用很广,《实战》中给出了两个实例,一个是垃圾邮件分类,这个和我们这里做的文本分类非常类似,另外一个就是从个人广告中获取区域倾向。都是平时我们经常使用的功能,如果有兴趣可以自己编着试一下,很多还是挺有意思的。
数据分析咨询请扫描二维码
在准备数据分析师面试时,掌握高频考题及其解答是应对面试的关键。为了帮助大家轻松上岸,以下是10个高频考题及其详细解析,外加 ...
2024-12-20互联网数据分析师是一个热门且综合性的职业,他们通过数据挖掘和分析,为企业的业务决策和运营优化提供强有力的支持。尤其在如今 ...
2024-12-20在现代商业环境中,数据分析师是不可或缺的角色。他们的工作不仅仅是对数据进行深入分析,更是协助企业从复杂的数据信息中提炼出 ...
2024-12-20随着大数据时代的到来,数据驱动的决策方式开始受到越来越多企业的青睐。近年来,数据分析在人力资源管理中正在扮演着至关重要的 ...
2024-12-20在数据分析的世界里,表面上的技术操作只是“入门票”,而真正的高手则需要打破一些“看不见的墙”。这些“隐形天花板”限制了数 ...
2024-12-19在数据分析领域,尽管行业前景广阔、岗位需求旺盛,但实际的工作难度却远超很多人的想象。很多新手初入数据分析岗位时,常常被各 ...
2024-12-19入门数据分析,许多人都会感到“难”,但这“难”究竟难在哪儿?对于新手而言,往往不是技术不行,而是思维方式、业务理解和实践 ...
2024-12-19在如今的行业动荡背景下,数据分析师的职业前景虽然面临一些挑战,但也充满了许多新的机会。随着技术的不断发展和多领域需求的提 ...
2024-12-19在信息爆炸的时代,数据分析师如同探险家,在浩瀚的数据海洋中寻觅有价值的宝藏。这不仅需要技术上的过硬实力,还需要一种艺术家 ...
2024-12-19在当今信息化社会,大数据已成为各行各业不可或缺的宝贵资源。大数据专业应运而生,旨在培养具备扎实理论基础和实践能力,能够应 ...
2024-12-19阿里P8、P9失业都找不到工作?是我们孤陋寡闻还是世界真的已经“癫”成这样了? 案例一:本硕都是 985,所学的专业也是当红专业 ...
2024-12-19CDA持证人Louis CDA持证人基本情况 我大学是在一个二线城市的一所普通二本院校读的,专业是旅游管理,非计算机非统计学。毕业之 ...
2024-12-18最近,知乎上有个很火的话题:“一个人为何会陷入社会底层”? 有人说,这个世界上只有一个分水岭,就是“羊水”;还有人说,一 ...
2024-12-18在这个数据驱动的时代,数据分析师的技能需求快速增长。掌握适当的编程语言不仅能增强分析能力,还能帮助分析师从海量数据中提取 ...
2024-12-17在当今信息爆炸的时代,数据分析已经成为许多行业中不可或缺的一部分。想要在这个领域脱颖而出,除了热情和毅力外,你还需要掌握 ...
2024-12-17数据分析,是一项通过科学方法处理数据以获取洞察并支持决策的艺术。无论是在商业环境中提升业绩,还是在科研领域推动创新,数据 ...
2024-12-17在数据分析领域,图表是我们表达数据故事的重要工具。它们不仅让数据变得更加直观,也帮助我们更好地理解数据中的趋势和模式。相 ...
2024-12-16在当今社会,我们身处着一个飞速发展、变化迅猛的时代。不同行业在科技进步、市场需求和政策支持的推动下蓬勃发展,呈现出令人瞩 ...
2024-12-16在现代商业世界中,数据分析师扮演着至关重要的角色。他们通过解析海量数据,为企业战略决策提供有力支持。要有效完成这项任务, ...
2024-12-16在当今数据爆炸的时代,数据分析师是组织中不可或缺的导航者。他们通过从大量数据中提取可操作的洞察力,帮助企业在竞争激烈的市 ...
2024-12-16