利用朴素贝叶斯来预测是否患有糖尿病

Posted 2021-07-05 Python数据分析之旅

一.概率学派

1.传统统计学派
观点: (1)观察到的数据被认为是随机的，因为它们是随机过程的实现，因此每次观察系统时都会发生变化 (2)模型参数被认为是固定的。参数的值是未知的，但它们是固定的，因此我们对它们进行条件设置存在问题：   对小样本事件并不能进行准确的评估，若想得到相对准确的结论往往需要大量的现场实验

2.贝叶斯学派
观点: (1)数据被认为是固定的。他们使用的是随机的，但是一旦他们被拿到手了，就不会改变 (2)贝叶斯用概率分布来描述模型参数的不确定性，这样一来，他们就是随机的了相对传统频率学派优点: 利用已有的先验信息，可以得到分析对象准确的后验分布分析思路: 1.根据已有的经验和知识推断一个先验概率   2.新证据(数据集)不断积累的情况下调整这个概率

二.朴素贝叶斯简介

1.与贝叶斯关系   贝叶斯分类是分类算法总称，这类算法均以贝叶斯定理为基础（也就是贝叶斯学派观点）。    朴素贝叶斯是是一种贝叶斯分类算法，在许多场合可以应用。2.关键：对已知类别，假设所有属性相互独立3.数学表达式:(d为属性数目，xi为x在第i个属性上取值

朴素贝叶斯，贝叶斯分类与贝叶斯原理三者关系如下图:

三.预测是否患有糖尿病

import numpy as npimport pandas as pdimport seaborn as sns%matplotlib inline
#读取数据data=pd.read_csv('./diabetes.csv')#查看数据data.head()

（0）怀孕次数 --- Number of times pregnant（1）2小时口服葡萄糖耐量试验中的血浆葡萄糖浓度 --- Plasma glucose concentration a 2 hours in an oral glucose tolerance test（2）舒张压（毫米汞柱）--- Diastolic blood pressure (mm Hg)（3）三头肌皮褶厚度 (毫米) --- Triceps skin fold thickness (mm)（4）2小时血清胰岛素（mu U/ml) --- 2-Hour serum insulin (mu U/ml)（5）体重指数（BMI）--- Body mass index (weight in kg/(height in m)^2)（6）糖尿病血系功能 --- Diabetes pedigree function（7）年龄（年）--- Age (years)（8）类别：过去5年内是否有糖尿病 --- Class variable (0 or 1,1 yes 0 no)

#字段名称names=['pregnant','glucose','bloodPressure','skinThickness','insulin','BMI','diePedigree','age','cat']#重置列名data.columns=names#查看数据data.head()

#查看数据信息data.info()
#没有发现缺失值

#查看数据型数据信息data.describe()

#目标值简单分布data.cat.value_counts()#我们发现数据分布不是很均匀，后期拆分数据集时要适当处理

#热力图sns.heatmap(data.corr())#发现bloodPressure，skinThickness，insulin相关性不是很强

from sklearn.model_selection import train_test_split
#分离数据集，这里我们按照目标值占比进行分离数据集stratify=data.catX_train,X_test,y_train,y_test=train_test_split(data.loc[:,data.columns!='cat'],data['cat'],stratify=data.cat)

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
#随机森林分类进行特征选择rf=RandomForestClassifier(n_estimators=100,random_state=0)#构建模型rf.fit(X_train,y_train)#输出训练集准确率print(rf.score(X_train,y_train))#输出测试集准确率print(rf.score(X_test,y_test))#模型有点过拟合

#特征重要性importances = rf.feature_importances_importances

from pyecharts.charts import Scatterfrom pyecharts.charts import Barfrom pyecharts import options as optsfrom pyecharts.charts import Page
importances_df = pd.DataFrame({ 'feature' : data.columns[:-1], 'importance' : importances}) importances_df.sort_values(by = 'importance', ascending = False, inplace = True)
 #作图bar = Bar()bar.add_xaxis(importances_df.feature.tolist())bar.add_yaxis( 'importance',  importances_df.importance.tolist(),  label_opts = opts.LabelOpts(is_show = False))
bar.set_global_opts( title_opts = opts.TitleOpts(title = '糖尿病数据各特征重要程度'), xaxis_opts = opts.AxisOpts(axislabel_opts = opts.LabelOpts(rotate = 30)), datazoom_opts = [opts.DataZoomOpts()]) bar.render('diabetes_importances_bar.html')bar.render_notebook()

#查看特征重要性importances_df
#后期我们用glucose,BMI, age,diePedigree来建模，这四个特征重要性比较高

#构建模型#这里我们用暂且用高斯朴素贝叶斯，它主要用于处理连续性变量数据，它的模型假设是每个维度都符合高斯分布
from sklearn.naive_bayes import GaussianNBNBmodel=GaussianNB()
#复制训练集数据X_train_=X_train.copy()#构架模型NBmodel.fit(X_train_[['glucose','BMI', 'age','diePedigree']],y_train)#准确率NBmodel.score(X_train_[['glucose','BMI', 'age','diePedigree']],y_train)

from sklearn.metrics import roc_curve,auc#预测测试集y_pred_score=NBmodel.predict(X_test[['glucose','BMI', 'age','diePedigree']])#输出结果y_pred_score

print("测试集准确率为:",NBmodel.score(X_test[['glucose','BMI', 'age','diePedigree']],y_test))
#我们发现测试集准确率不是很高，其实训练集准确率不是很高早就对这个结果有预兆#主要因为是朴素贝叶斯是个很简单的算法，并且我们所选属性之间并不是相互独立#还有我们对所选特征没有进行相应处理，建议用神经网络效果会更好