拓端tecdat|R语言Bootstrap的岭回归和自适应LASSO回归可视化

Posted 2021-07-02 大数据部落

原文链接：http://tecdat.cn/?p=22921

原文出处：拓端数据部落公众号

拟合岭回归和LASSO回归，解释系数，并对其在λ范围内的变化做一个直观的可视化。

1.  
   # 加载CBI数据
2.  
   # 子集所需的变量（又称，列）
3.  
   CBI_sub <- CBI
4.  
    
5.  
   # 重命名变量列(节省大量的输入)
6.  
   names(CBI_sub)[1] <- "cbi"
7.  
    
8.  
    
9.  
   # 只要完整案例，删除缺失值。
10.  
    CBI_sub <- CBI_sub[complete.cases(CBI_sub),]
11.  
     
12.  
    #现在检查一下CBI_sub里面的内容
13.  
    names(CBI_sub)

1.  
   # 设置控制参数
2.  
   control = method = "cv",number=5) # 5折CV
3.  
    
4.  
   cbi ~ ., data = CBI_sub, method = "glmnet",
5.  
   trControl = control, preProc = c("center","scale"), # 中心和标准化数据
6.  
    
7.  
   # 得到系数估计值（注意，我们真正关心的是β值，而不是S.E.）。
8.  
   coef(ridge_caret.fit, bestTune$lambda)

1.  
   cbi ~ ., data = CBI_sub, method = "glmnet",
2.  
   tuneGrid = expand.grid(alpha = 1,
3.  
    
4.  
   # 获得系数估计
5.  
   coef(lasso_caret,bestTunelambda)

使用glmnet软件包中的相关函数对岭回归和lasso套索回归进行分析。 

准备数据  

注意系数是以稀疏矩阵格式表示的，因为沿着正则化路径的解往往是稀疏的。使用稀疏格式在时间和空间上更有效率 

1.  
   # 拟合岭回归模型
2.  
   glmnet(X, Y, alpha = 0)
3.  
    
4.  
   #检查glmnet模型的输出（注意我们拟合了一个岭回归模型
5.  
   #记得使用print()函数而不是summary()函数
6.  
   print(glmnet.fit)

1.  
   # 输出最佳lamda处的岭回归coefs
2.  
    
3.  
   coef(glmnet.fit, s = lambda.1se)

绘制结果 

1.  
   #
2.  
   plot(ridge_glmnet.fit, label = TRUE)

图中显示了随着lambda的变化，模型系数对整个系数向量的L1-norm的路径。上面的轴表示在当前lambda下非零系数的数量，这也是lasso的有效自由度（df）。 

1.  
   par(mfrow=c(1,2)) # 建立1乘2的绘图环境
2.  
   plot_glmnet(ridge_glmnet.fit, xvar = "lambda", label=6, xlab = expression(paste("log(", lambda, ")")), ylab = expression(beta)) # "标签"是指你想让图表显示的前N个变量。

1.  
   # 进行变量选择，比如说，我想根据λ>0.1的标准或其他一些值来选择实际系数。
2.  
   coef(ridge_glmnet.fit, s = 0.1)

交叉验证的岭回归 

1.  
   #
2.  
   plot(cv.ridge)
3.  
    
4.  
   # 我们可以查看选定的lambda和相应的系数。例如：
5.  
   lambda.min

# 根据最小的lambda（惩罚）选择变量

1.  
   # lambda.min是λ的值，它使交叉验证的平均误差最小
2.  
   # 选择具有最大惩罚性的一个
3.  
   coef

## 对lasso模型做同样的处理

数据挖掘

使用自适应LASSO进行函数形式规范检查

1.  
   # 加载CBI数据
2.  
   CBI <- read.csv("dat.csv")
3.  
   #对需要的变量进行取子集（列）
4.  
   names(CBI)<- "cbi"

fitpoly(degree = 2, thre = 1e-4)   # 设置多项式的度数为2 

bootstrap 

boot(poly.fit1, nboot = 5)   #5次bootstrap迭代

交叉验证 

1.  
   # 交叉验证，10折CV
2.  
   cbi ~ ., data = CBI_sub, degrees.cv = 1:3,)

1.  
   # 提取最佳模型并进行bootstrap
2.  
   boot(cv.pred, nboot = 5) # 5次bootstrap
3.  
    
4.  
   # 绘制cv.boot的预测值的边际效应
5.  
   marg(cv.boot))

补充

获得岭回归和LASSO模型的bootstrap平均数

1.  
   #如果你想要S.E.，通过bootstrap模拟得到它。
2.  
    
3.  
   library(boot)
4.  
   boot(CBI_sub, function(data, idx)
5.  
   bootSamples

---

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