樸素貝葉斯進行--垃圾郵件分類、新聞分類、個人廣告獲取區域傾向的解讀

關聯文章:

統計學習--最大似然和貝葉斯估計的聯繫

統計學習-樸素貝葉斯算法(Naive Bayes)

一、垃圾郵件分類:

流程:

1)中文或英文的分詞

     中文的分詞:用到了第三方分詞組件jieba參考 https://github.com/fxsjy/jieba

     安裝過程:關聯文章:Anaconda 安裝第三方工具包

    英文的分詞:使用正則表達式切分 import re 參考https://docs.python.org/zh-cn/3/library/re.html

2)構建全部訓練集的詞列表vocalList(不重複)

3)加載停用詞列表or所有的vocaList統計高頻詞,然後去除高頻詞或者是去除包含的停用詞

停用詞獲取地址:https://www.ranks.nl/stopwords

4)每篇文檔的詞列表轉換爲詞向量(01表示)4)每條詞向量以及類別劃分訓練集和測試集

5)訓練bayes算法獲得先驗概率、類0條件概率、類1的條件概率

機器學習實戰上的例子搞錯了!,參考:

https://blog.csdn.net/qq_27009517/article/details/80044431
https://blog.csdn.net/lming_08/article/details/37542331

樸素貝葉斯方法分爲:1)伯努利模型 2)多項式模型 3)高斯模型等

其中的伯努利模型:

P(c)= 類c下文件總數/整個訓練樣本的文檔總數

P(tk|c)=(類c下包含單詞tk的文件數+1)/(類c下文檔總數+2)     在這裏,m=2, p=1/2。

多項式模型: 

先驗概率P(c)= 類c下單詞總數/整個訓練樣本的單詞總數

類條件概率P(tk|c)=(類c下單詞tk在各個文檔中出現過的次數之和+1)/(類c下單詞總數+|V|)

建立聯繫!

先驗分佈爲高斯分佈的Naive Bayes

6)測試算法

伯努利型樸素貝葉斯分類:

導入庫:

import numpy as np
import re
def spamTest():
    docList = []; classList = []; fullText = []
    #遍歷25個txt文件
    for i in range(1, 26):
        #讀取每個垃圾郵件,大字符串轉換成字符列表。
        wordList = textParse(open('email/spam/%d.txt' % i, encoding="ISO-8859-1").read())
        docList.append(wordList)#不展開列表
        fullText.extend(wordList)#展開列表
        #標記垃圾郵件,1表示垃圾郵件
        classList.append(1)
        #讀取每個非垃圾郵件,字符串轉換爲字符列表
        wordList = textParse(open('email/ham/%d.txt' % i, encoding="ISO-8859-1").read())
        docList.append(wordList)
        fullText.extend(wordList)
        #標記每個非垃圾郵件,0表示非垃圾郵件
        classList.append(0)
    #創建詞彙表,不重複
    vocabList = createVocabList(docList)
    #創建存儲訓練集的索引值的列表
    trainingSet =list(range(50)); 
    #創建存儲測試集的索引值的列表
    testSet= [] 
    #從50個郵件中,隨機挑選出40個作爲訓練集,10個作爲測試集
    for i in range(10):
        #隨機選取索引值
        randIndex = int(np.random.uniform(0, len(trainingSet)))
        #添加測試集的索引值
        testSet.append(trainingSet[randIndex])
        #在訓練集的列表中刪除添加到測試集的索引值
        del(list(trainingSet)[randIndex])
    #創建訓練集矩陣和訓練集類別標籤向量
    trainMat = []; 
    trainClasses = []
    #遍歷訓練集,目前只有40個訓練集
    for docIndex in trainingSet:
        #將生成的詞集模型添加到訓練矩陣中
        trainMat.append(setOfWords2Vec(vocabList, docList[docIndex]))
        #將類別標籤添加到訓練集的類別標籤向量中
        trainClasses.append(classList[docIndex])
    """
    訓練樸素貝葉斯模型
    """
    #訓練樸素貝葉斯模型
    p0V, p1V, pSpam = trainNB(np.array(trainMat), np.array(trainClasses))
    #錯誤分類計數
    errorCount = 0
    #遍歷測試集
    for docIndex in testSet:    
        #測試集的詞集模型
        wordVector = setOfWords2Vec(vocabList, docList[docIndex])
        if classifyNB(np.array(wordVector), p0V, p1V, pSpam) != classList[docIndex]:
            errorCount += 1
            print("classification error", docList[docIndex])
    print('the error rate is: ', float(errorCount)/len(testSet))
#將一個大字符串解析爲字符列表
def textParse(bigString):    
    import re
    listOfTokens = re.split(r'\W+', bigString)
    return [tok.lower() for tok in listOfTokens if len(tok) > 2] #找出長度大於兩個字母的單詞

#定義創建不重複的列表函數
"""
createVocabList()函數會創建一個包含在所有文檔中出現的不重複詞的列表

"""
def createVocabList(dataSet):
    #創建一個空集
    vocabSet = set([])  
    for document in dataSet:
        #再創建一個空集後,將每篇文檔返回的新詞集合添加到該集合中,再求兩個集合的並集
        vocabSet = vocabSet | set(document) 
    return list(vocabSet)
#定義詞集模型函數(set-of-words)
def setOfWords2Vec(vocabList, inputSet):
    #函數首先創建一個和詞彙表等長的向量,並將其元素都設置爲0
    returnVec = [0]*len(vocabList)
    #接着,遍歷文檔中的所有單詞,如果出現了詞彙表中的單詞,則將輸出的文檔向量中的對應值設爲1。
    for word in inputSet:
        if word in vocabList:
            returnVec[vocabList.index(word)] = 1
        else:
            print("the word: %s is not in my Vocabulary!" % word)
    return returnVec   
#定義詞袋模型
def bagOfWords2VecMN(vocabList, inputSet):
    returnVec = [0]*len(vocabList)
    for word in inputSet:
        if word in vocabList:
            returnVec[vocabList.index(word)] += 1
    return returnVec
#定義樸素貝葉斯分類器訓練函數
"""
函數說明:樸素貝葉斯分類器訓練函數
trainMatrix--訓練文檔矩陣,即setOfWords2Vec返回的returnVec構成的矩陣;trainCategory--訓練類別標籤向量
p1Vect--標記爲1的類條件概率數組;p0Vect--標記爲0的類條件概率數組;pAbusive是標記爲1類的先驗概率
"""
def trainNB(trainMatrix, trainCategory):
    #計算訓練的文檔數目
    numTrainDocs = len(trainMatrix)
    #計算每篇文檔的詞條數 相當於特徵數
    numWords = len(trainMatrix[0])
    #標記爲1類的先驗概率
    pAbusive = sum(trainCategory)/float(numTrainDocs)
    """
    創建numpy數組初始化爲1,拉普拉斯平滑。
    創建numpy.zeros數組,詞條出現數初始化爲0。分母初始化爲2
    
    """
    p0Num = np.ones(numWords); p1Num = np.ones(numWords)      
    p0Denom = 2.0; p1Denom = 2.0  
    #計算類條件概率
    for i in range(numTrainDocs):
        if trainCategory[i] == 1:
            p1Num += trainMatrix[i]#矩陣相加
            p1Denom += 1#表示類1文檔個數
           # p1Denom += sum(trainMatrix[i])#有誤
        else:
            p0Num += trainMatrix[i]
            p0Denom += 1#表示類0文檔個數
            #p0Denom += sum(trainMatrix[i])#有誤
    #由於大部分因子都非常小,防止數值下溢得不到正確答案。於是加log計算,可以使得答案不會過小。
    p1Vect = np.log(p1Num/p1Denom)          #change to np.log() 類1 爲1 的條件概率
    p0Vect = np.log(p0Num/p0Denom)          #change to np.log() 類0 爲0 的條件概率  和後面的計算有一些聯繫
    return p0Vect, p1Vect, pAbusive   
#函數說明:樸素貝葉斯分類器分類函數
#vec2Classify--待分類的詞條數組; p1Vec--標記爲類1的類條件概率數組; p0Vec--標記爲類0的類條件概率數組; pClass1--標記爲1類的先驗概率
"""
博客
https://blog.csdn.net/qq_27009517/article/details/80044431
https://blog.csdn.net/lming_08/article/details/37542331
"""
def classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1):
    """
    1.計算待分類詞條數組爲1類的概率
    """
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲0時對應的索引值
    index = np.where(vec2Classify==0)#返回一串索引值,相等爲true 否則爲false 只返回false索引
    #遍歷元素爲0時的索引值,並從p1Vec--1類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p1Vec0=[])
    p1Vec0=[]
    for i in index:#index爲tuple 取i=0 的tuple 只執行一次
        for m in i:
            p1Vec0.append(p1Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=0|1)組成的列表
        x0=np.ones(len(p1Vec0))-p1Vec0##?和訓練過程得到的p1Vec有關,p1Vec它表示類1下爲1的條件概率
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲1時對應的索引值
    index1= np.where(vec2Classify==1)
    #遍歷元素爲1時的索引值,並從p1Vec--1類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p1Vec1=[])
    p1Vec1=[]
    for i in index1:
        for m in i:
            p1Vec1.append(p1Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=1|1)組成的列表
    x1=p1Vec1      
    ##對應元素相乘。logA * B = logA + logB,所以這裏加上log(pClass1)
    p1 = sum(x0)+sum(x1) +  np.log(pClass1)        
    """
    2.計算待分類詞條數組爲0類的概率
    """
    
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲0時對應的索引值
    index2 = np.where(vec2Classify==0)
    #遍歷元素爲0時的索引值,並從p0Vec--0類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p0Vec0=[])
    p0Vec0=[]
    for i in index2:
        for m in i:
            p0Vec0.append(p0Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=0|0)組成的列表
    w0=np.ones(len(p0Vec0))-p0Vec0
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲1時對應的索引值
    index3= np.where(vec2Classify==1)
    #遍歷元素爲1時的索引值,並從p0Vec--0類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p0Vec1=[])
    p0Vec1=[]
    for i in index3:
        for m in i:
            p0Vec1.append(p0Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=1|0)組成的列表
    w1=p0Vec1
    ##對應元素相乘。logA * B = logA + logB,所以這裏加上log(pClass1)
    p0 = sum(w0)+sum(w1) +  np.log(1.0 - pClass1)
    
    if p1 > p0:
        return 1
    else:
        return 0

 詳細見Github:https://github.com/codehgq/ML-note/tree/master/email%20Classify

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二、新聞分類:

1)數據集來源,加載並按索引切分(隨機打亂數據,先訓練樣本和類別打包,再打亂,在解壓)

2)中文分詞

3)不重複的詞頻統計,並按照詞頻次數倒序排列 獲得所有不重複的詞列表

4)剔除無關的詞後的特徵列表(去掉停用詞、詞的長度限制,數字限制)得feature_words

5)利用詞列表將訓練集文檔轉換爲每條條的詞向量

6)訓練

參考博主:http://blog.csdn.net/c406495762 (寫的不錯)的文章解讀。

以下爲代碼轉載部分:可能稍做了處理以符合自己的學習。(注意代碼爲Tab縮進方式)

# -*- coding: UTF-8 -*-
from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB
import matplotlib.pyplot as plt
import os
import random
import jieba

"""
函數說明:中文文本處理

Parameters:
	folder_path - 文本存放的路徑
	test_size - 測試集佔比,默認佔所有數據集的百分之20
Returns:
	all_words_list - 按詞頻降序排序的訓練集列表
	train_data_list - 訓練集列表
	test_data_list - 測試集列表
	train_class_list - 訓練集標籤列表
	test_class_list - 測試集標籤列表
Author:
	Jack Cui
Blog:
	http://blog.csdn.net/c406495762
Modify:
	2017-08-22
"""
def TextProcessing(folder_path, test_size = 0.2):
	folder_list = os.listdir(folder_path)						#查看folder_path下的文件
	data_list = []												#數據集數據
	class_list = []												#數據集類別

	#遍歷每個子文件夾
	for folder in folder_list:
		new_folder_path = os.path.join(folder_path, folder)		#根據子文件夾,生成新的路徑
		files = os.listdir(new_folder_path)						#存放子文件夾下的txt文件的列表
		
		j = 1
		#遍歷每個txt文件
		for file in files:
			if j > 100:											#每類txt樣本數最多100個
				break
			with open(os.path.join(new_folder_path, file), 'r', encoding = 'utf-8') as f:	#打開txt文件
				raw = f.read()
			
			word_cut = jieba.cut(raw, cut_all = False)			#精簡模式,返回一個可迭代的generator
			word_list = list(word_cut)							#generator轉換爲list
			
			data_list.append(word_list)							#添加數據集數據#  不展開
			class_list.append(folder)							#添加數據集類別
			j += 1
		print(data_list)
		print(class_list)

	data_class_list = list(zip(data_list, class_list))			#zip壓縮合並,將數據與標籤對應壓縮 打包成元組 利用 * 號操作符,可以將元組解壓爲列表
	#https://www.runoob.com/python/python-func-zip.html
	random.shuffle(data_class_list)								#將data_class_list亂序
	index = int(len(data_class_list) * test_size) + 1			#訓練集和測試集切分的索引值
	train_list = data_class_list[index:]						#訓練集
	test_list = data_class_list[:index]							#測試集
	train_data_list, train_class_list = zip(*train_list)		#訓練集解壓縮
	test_data_list, test_class_list = zip(*test_list)			#測試集解壓縮

	all_words_dict = {}											#統計訓練集詞頻
	for word_list in train_data_list:
		for word in word_list:#不重複的統計詞頻
			if word in all_words_dict.keys():
				all_words_dict[word] += 1
			else:
				all_words_dict[word] = 1
	
	#根據鍵的值倒序排序
	all_words_tuple_list = sorted(all_words_dict.items(), key = lambda f:f[1], reverse = True)#True 降序 False 升序
	all_words_list, all_words_nums = zip(*all_words_tuple_list)	#解壓縮
	all_words_list = list(all_words_list)						#轉換成列表
	return all_words_list, train_data_list, test_data_list, train_class_list, test_class_list

  #文本預處理
folder_path = './SogouC/Sample'                #訓練集存放地址
TextProcessing(folder_path)

"""
函數說明:讀取文件裏的內容,並去重

Parameters:
	words_file - 文件路徑
Returns:
	words_set - 讀取的內容的set集合
Author:
	Jack Cui
Blog:
	http://blog.csdn.net/c406495762
Modify:
	2017-08-22
"""
def MakeWordsSet(words_file):
	words_set = set()											#創建set集合
	with open(words_file, 'r', encoding = 'utf-8') as f:		#打開文件
		for line in f.readlines():								#一行一行讀取
			word = line.strip()									#去回車
			if len(word) > 0:									#有文本,則添加到words_set中
				words_set.add(word)								
	return words_set 											#返回處理結果

"""
函數說明:根據feature_words將文本向量化

Parameters:
	train_data_list - 訓練集tuple
	test_data_list - 測試集
	feature_words - 特徵集
Returns:
	train_feature_list - 訓練集向量化列表
	test_feature_list - 測試集向量化列表
Author:
	Jack Cui
Blog:
	http://blog.csdn.net/c406495762
Modify:
	2017-08-22
"""
def TextFeatures(train_data_list, test_data_list, feature_words):
	def text_features(text, feature_words):						#出現在特徵集中,則置1												
		text_words = set(text)
		features = [1 if word in text_words else 0 for word in feature_words]
		return features
	train_feature_list = [text_features(text, feature_words) for text in train_data_list]
	test_feature_list = [text_features(text, feature_words) for text in test_data_list]
	return train_feature_list, test_feature_list				#返回結果


"""
函數說明:文本特徵選取

Parameters:
	all_words_list - 訓練集所有文本列表
	deleteN - 刪除詞頻最高的deleteN個詞
	stopwords_set - 指定的結束語
Returns:
	feature_words - 特徵集
Author:
	Jack Cui
Blog:
	http://blog.csdn.net/c406495762
Modify:
	2017-08-22
"""
def words_dict(all_words_list, deleteN, stopwords_set = set()):
	feature_words = []							#特徵列表
	n = 1
	for t in range(deleteN, len(all_words_list), 1):
		if n > 1000:							#feature_words的維度爲1000
			break								
		#如果這個詞不是數字,並且不是指定的結束語,並且單詞長度大於1小於5,那麼這個詞就可以作爲特徵詞
		if not all_words_list[t].isdigit() and all_words_list[t] not in stopwords_set and 1 < len(all_words_list[t]) < 5:
			feature_words.append(all_words_list[t])
		n += 1
	return feature_words

"""
函數說明:新聞分類器

Parameters:
	train_feature_list - 訓練集向量化的特徵文本
	test_feature_list - 測試集向量化的特徵文本
	train_class_list - 訓練集分類標籤
	test_class_list - 測試集分類標籤
Returns:
	test_accuracy - 分類器精度
Author:
	Jack Cui
Blog:
	http://blog.csdn.net/c406495762
Modify:
	2017-08-22
"""
def TextClassifier(train_feature_list, test_feature_list, train_class_list, test_class_list):
	classifier = MultinomialNB().fit(train_feature_list, train_class_list)
	test_accuracy = classifier.score(test_feature_list, test_class_list)
	return test_accuracy

if __name__ == '__main__':
	#文本預處理
	folder_path = './SogouC/Sample'				#訓練集存放地址
	all_words_list, train_data_list, test_data_list, train_class_list, test_class_list = TextProcessing(folder_path, test_size=0.2)

	# 生成stopwords_set 目的是去除一些數字  一些特點的詞語
	stopwords_file = './stopwords_cn.txt'
	stopwords_set = MakeWordsSet(stopwords_file)


	test_accuracy_list = []
	deleteNs = range(0, 1000, 20)				#0 20 40 60 ... 980
	for deleteN in deleteNs:
		feature_words = words_dict(all_words_list, deleteN, stopwords_set)#詞向量列表
		train_feature_list, test_feature_list = TextFeatures(train_data_list, test_data_list, feature_words)
		test_accuracy = TextClassifier(train_feature_list, test_feature_list, train_class_list, test_class_list)
		test_accuracy_list.append(test_accuracy)

	# ave = lambda c: sum(c) / len(c)
	# print(ave(test_accuracy_list))

	plt.figure()
	plt.plot(deleteNs, test_accuracy_list)
	plt.title('Relationship of deleteNs and test_accuracy')
	plt.xlabel('deleteNs')
	plt.ylabel('test_accuracy')
	plt.show()

三、個人廣告獲取區域傾向

加載RSS源

下載解析RSS源的包:https://github.com/kurtmckee/feedparser(Universal Feed Parser是Python中最常用的RSS程序庫

from numpy import *
import numpy as np
import bayes as ba
#從RSS源獲取文檔數據 計算分類的錯誤率    
testRSS()

1)獲取RSS源

def testRSS():
    import feedparser
    ny=feedparser.parse('http://www.nasa.gov/rss/dyn/image_of_the_day.rss')#NASA
    sf=feedparser.parse('http://sports.yahoo.com/nba/teams/hou/rss.xml')#Yahoo
    vocabList,pSF,pNY = localWords(ny,sf)

2)根據RSS源進行文檔的解析---轉換爲剔除停用後的不重複詞列表--轉換爲詞向量---劃分數據集---訓練獲得先驗概率、條件概率和詞列表 --測試計算分類錯誤率

"""
函數說明:根據RSS源進行文檔的解析---轉換爲剔除停用後的不重複詞列表--轉換爲詞向量---劃分數據集---訓練獲得先驗概率、條件概率和詞列表 --測試計算分類錯誤率

Parameters:
    feed1 - RSS源1
    feed0 - RSS源2
Returns:
    vocabList -不重複的詞列表(去掉停用詞) 
    p0V - 類0的條件概率
    p1V - 類1的條件概率
Author:
    heda3
Blog:
    https://blog.csdn.net/heda3
Modify:
    2019-09-30
"""
def localWords(feed1,feed0):
    import feedparser
    #引入RSS源,並提取相應的詞彙-轉換爲詞列表
    docList=[]; classList = []; fullText =[]
    print('feed1 entries length: ', len(feed1['entries']), '\nfeed0 entries length: ', len(feed0['entries']))
    minLen = min(len(feed1['entries']),len(feed0['entries']))
    print('\nmin Length: ', minLen)
    for i in range(minLen):
        wordList = textParse(feed1['entries'][i]['summary'])#英文分詞
        print('\nfeed1\'s entries[',i,']\'s summary - ','parse text:\n',wordList)
        docList.append(wordList)
        fullText.extend(wordList)
        classList.append(1) #NY is class 1
        wordList = textParse(feed0['entries'][i]['summary'])
        print('\nfeed0\'s entries[',i,']\'s summary - ','parse text:\n',wordList)
        docList.append(wordList)
        fullText.extend(wordList)#展開
        classList.append(0)
    #創建不重複詞的列表
    vocabList = createVocabList(docList)#create vocabulary
    print('\nVocabList is ',vocabList)
   
    #調用停詞列表,移除不重複詞列表中包含停詞列表中的元素
    print('\nRemove Stop Word:')
    stopWordList = stopWords()
    for stopWord in stopWordList:
        if stopWord in vocabList:
            vocabList.remove(stopWord)#去掉停止詞後的詞列表
            print('Removed: ',stopWord)
    #計算最高頻次的詞--從不重複的詞列表中刪除掉高頻詞 這個和前面的停用詞表的重複了
    #vocabList:不重複的詞向量 fullText:所有的詞展開
    top30Words =  ba.calcMostFreq(vocabList,fullText)   #remove top 30 words
    print('\nTop 30 words: ', top30Words)
    for pairW in top30Words:
        if pairW[0] in vocabList:
            vocabList.remove(pairW[0])
            print('\nRemoved: ',pairW[0])
    #訓練集和測試集劃分 並將輸入詞列表轉換爲詞向量
    trainingSet =list(range(2*minLen));#在python3中range返回的是一個range對象,故轉換爲列表形式
    testSet=[]           #create test set
    print('\n\nBegin to create a test set: \ntrainingSet:',trainingSet,'\ntestSet',testSet)
    for i in range(5):
        randIndex = int(random.uniform(0,len(trainingSet)))#隨機選取在0-n之間的實數
        #從trainingSet中隨機找出索引值,並將它放置在測試集裏,同時刪除測試集的值
        testSet.append(trainingSet[randIndex])
        del(trainingSet[randIndex])
    print('random select 5 sets as the testSet:\ntrainingSet:',trainingSet,'\ntestSet',testSet)
    trainMat=[]; trainClasses = []
    for docIndex in trainingSet:#train the classifier (get probs) trainNB0
        #詞列表轉換爲詞向量
        trainMat.append(bagOfWords2VecMN(vocabList, docList[docIndex]))
        trainClasses.append(classList[docIndex])
    print('\ntrainMat length:',len(trainMat))
    print('\ntrainClasses',trainClasses)
    print('\n\ntrainNB0:')
    #模型訓練
    p0V,p1V,pSpam = trainNB0(array(trainMat),array(trainClasses))
    #print '\np0V:',p0V,'\np1V',p1V,'\npSpam',pSpam
    ##返回 條件概率p0V  p1V,以及標記爲1類的先驗概率
    #模型測試
    errorCount = 0
    for docIndex in testSet:        #classify the remaining items
        #詞列表轉換爲詞向量
        wordVector = bagOfWords2VecMN(vocabList, docList[docIndex])
        classifiedClass = classifyNB(array(wordVector),p0V,p1V,pSpam)
        originalClass = classList[docIndex]
        result =  classifiedClass != originalClass
        if result:
            errorCount += 1
        print('\n',docList[docIndex],'\nis classified as: ',classifiedClass,', while the original class is: ',originalClass,'. --',not result)
    print('\nthe error rate is: ',float(errorCount)/len(testSet))
    return vocabList,p0V,p1V
def createVocabList(dataSet):
    vocabSet = set([])  #create empty set
    for document in dataSet:
        vocabSet = vocabSet | set(document) #union of the two sets
    return list(vocabSet)

def bagOfWords2Vec(vocabList, inputSet):
    returnVec = [0]*len(vocabList)
    for word in inputSet:
        if word in vocabList:
            returnVec[vocabList.index(word)] += 1
        else: print("the word: %s is not in my Vocabulary!" % word)
    return returnVec
"""
函數說明:詞袋模型,依據輸入文檔是否在詞列表中,相應的值累加次數

Parameters:
    vocabList - 所有的詞列表(所有文檔的並集)
    inputSet -  輸入文檔(詞列表)
Returns:
    returnVec - 輸入文檔對應的詞向量(詞頻)
Author:
    heda3
Blog:
    https://blog.csdn.net/heda3
Modify:
    2019-10-01
"""    
def bagOfWords2VecMN(vocabList, inputSet):
    returnVec = [0]*len(vocabList)
    for word in inputSet:
        if word in vocabList:
            returnVec[vocabList.index(word)] += 1
    return returnVec

 訓練函數:

#定義樸素貝葉斯分類器訓練函數
"""
函數說明:樸素貝葉斯分類器訓練函數
trainMatrix--訓練文檔矩陣,即setOfWords2Vec返回的returnVec構成的矩陣;trainCategory--訓練類別標籤向量
p1Vect--標記爲1的類條件概率數組;p0Vect--標記爲0的類條件概率數組;pAbusive是標記爲1類的先驗概率
"""
def trainNB(trainMatrix, trainCategory):
    #計算訓練的文檔數目
    numTrainDocs = len(trainMatrix)
    #計算每篇文檔的詞條數 相當於特徵數
    numWords = len(trainMatrix[0])
    #標記爲1類的先驗概率
    pAbusive = sum(trainCategory)/float(numTrainDocs)
    """
    創建numpy數組初始化爲1,拉普拉斯平滑。
    創建numpy.zeros數組,詞條出現數初始化爲0。分母初始化爲2
    
    """
    p0Num = np.ones(numWords); p1Num = np.ones(numWords)      
    p0Denom = 2.0; p1Denom = 2.0  
    #計算類條件概率
    for i in range(numTrainDocs):
        if trainCategory[i] == 1:
            p1Num += trainMatrix[i]#矩陣相加
            p1Denom += 1#表示類1文檔個數
           # p1Denom += sum(trainMatrix[i])#有誤
        else:
            p0Num += trainMatrix[i]
            p0Denom += 1#表示類0文檔個數
            #p0Denom += sum(trainMatrix[i])#有誤
    #由於大部分因子都非常小,防止數值下溢得不到正確答案。於是加log計算,可以使得答案不會過小。
    p1Vect = np.log(p1Num/p1Denom)          #change to np.log() 類1 爲1 的條件概率
    p0Vect = np.log(p0Num/p0Denom)          #change to np.log() 類0 爲0 的條件概率  和後面的計算有一些聯繫
    return p0Vect, p1Vect, pAbusive  

測試函數:

"""
函數說明:樸素貝葉斯分類器預測函數
Parameters:
    vec2Classify - 待分類詞向量
    p0Vec -  類0的條件概率
    p1Vec -  類1的條件概率
    pClass1 -  先驗概率)
Returns:
    returnVec - 輸入文檔對應的詞向量(詞頻)
Author:
    heda3
""" #有誤
# =============================================================================
# def classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1):
#     p1 = sum(vec2Classify * p1Vec) + log(pClass1)    #element-wise mult
#     p0 = sum(vec2Classify * p0Vec) + log(1.0 - pClass1)
#     if p1 > p0:
#         return 1
#     else: 
#         return 0
# =============================================================================
def classifyNB(vec2Classify, p0Vec, p1Vec, pClass1):
    """
    1.計算待分類詞條數組爲1類的概率
    """
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲0時對應的索引值
    index = np.where(vec2Classify==0)#返回一串索引值,相等爲true 否則爲false 只返回false索引
    #遍歷元素爲0時的索引值,並從p1Vec--1類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p1Vec0=[])
    p1Vec0=[]
    for i in index:#index爲tuple 取i=0 的tuple 只執行一次
        for m in i:
            p1Vec0.append(p1Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=0|1)組成的列表
        x0=np.ones(len(p1Vec0))-p1Vec0##?和訓練過程得到的p1Vec有關,p1Vec它表示類1下爲1的條件概率
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲1時對應的索引值
    index1= np.where(vec2Classify==1)
    #遍歷元素爲1時的索引值,並從p1Vec--1類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p1Vec1=[])
    p1Vec1=[]
    for i in index1:
        for m in i:
            p1Vec1.append(p1Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=1|1)組成的列表
    x1=p1Vec1      
    ##對應元素相乘。logA * B = logA + logB,所以這裏加上log(pClass1)
    p1 = sum(x0)+sum(x1) +  np.log(pClass1)        
    """
    2.計算待分類詞條數組爲0類的概率
    """
    
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲0時對應的索引值
    index2 = np.where(vec2Classify==0)
    #遍歷元素爲0時的索引值,並從p0Vec--0類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p0Vec0=[])
    p0Vec0=[]
    for i in index2:
        for m in i:
            p0Vec0.append(p0Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=0|0)組成的列表
    w0=np.ones(len(p0Vec0))-p0Vec0
    #尋找vec2Classify測試數組中,元素爲1時對應的索引值
    index3= np.where(vec2Classify==1)
    #遍歷元素爲1時的索引值,並從p0Vec--0類的條件概率數組中取出對應索引的數值,並存儲成列表的形式(p0Vec1=[])
    p0Vec1=[]
    for i in index3:
        for m in i:
            p0Vec1.append(p0Vec[m])
    #所有P(vec2Classify=1|0)組成的列表
    w1=p0Vec1
    ##對應元素相乘。logA * B = logA + logB,所以這裏加上log(pClass1)
    p0 = sum(w0)+sum(w1) +  np.log(1.0 - pClass1)
    
    if p1 > p0:
        return 1
    else:
        return 0

 

超過某個閾值的區域詞分佈:

def getTopWords(ny,sf):
    import operator
    #獲取訓練數據的條件概率 和精選的詞列表
    vocabList,p0V,p1V=localWords(ny,sf)
    topNY=[]; topSF=[]
    #返回大於某個閾值(注意概率是取對數後的)的詞
    for i in range(len(p0V)):
        if p0V[i] > -6.0 : topSF.append((vocabList[i],p0V[i]))#獲得詞以及對應的先驗概率(類爲0,此詞出現的概率)
        if p1V[i] > -6.0 : topNY.append((vocabList[i],p1V[i]))
    #輸出類0下先驗概率超過某個閾值的詞
    sortedSF = sorted(topSF, key=lambda pair: pair[1], reverse=True)
    print("SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**SF**")
    for item in sortedSF:
        print(item[0])
    #輸出類1下先驗概率超過某個閾值的詞
    sortedNY = sorted(topNY, key=lambda pair: pair[1], reverse=True)
    print("NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**NY**")
    for item in sortedNY:
        print(item[0])

 詳情見Github:https://github.com/codehgq/ML-note/tree/master/Regional%20Tendency

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參考資料

【1】機器學習實戰

【2】深度之眼

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