Kaggle机器学习入门教程一

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这门课程将从机器学习模型 如何工作 以及 如何使用 它们开始，如果您以前做过统计建模或机器学习，这可能会觉得很基础。别担心，我们很快就会建立强大的模型。

本课程将让您为以下场景构建模型:

（ 房价预测 ）你表弟在房地产投机上赚了数百万美元。由于你对数据科学的兴趣，他愿意和你成为商业伙伴。他提供钱，你提供模型来预测不同房子的价值。

你问你表弟他过去是如何预测房地产价值的。他说这只是直觉。但更多的问题表明，他已经从过去看到的房子中识别出了价格模式，并利用这些模式对他正在考虑的新房子做出了预测。

机器学习也是如此。我们将从一个叫做 决策树 的模型开始。用更漂亮的模型可以给出更准确的预测。但是决策树很容易理解，它们是数据科学中一些最佳模型的基本构建块。

为了简单起见，我们将从最简单的决策树开始。

它 只把房子分为两类 。任何被考虑的房屋的预测价格是同一类别房屋的历史平均价格。

我们用数据来决定如何把房子分成两组，然后再确定每组的预测价格。从数据中获取模式的这一步称为模型 拟合 或 训练 。用于 拟合模型 的数据称为 训练数据 。

模型如何拟合(例如如何分割数据)的细节非常复杂，我们将在以后进行详细讲解。模型拟合后，您可以将其应用于新的数据，以 预测 其他房屋的价格。

改进决策树

以下两种决策树中，哪一种更有可能通过拟合房地产训练数据而得到结果?

左边的决策树(Decision Tree 1)可能更有意义，因为它捕捉到了这样一个事实: 卧室较多的房子往往比卧室较少的房子售价更高。这种模式最大的缺点是它没有捕捉到影响房价的其他的大部分因素，如浴室数量、面积、位置等。

您可以使用具有更多“分支”的树捕获更多的因子。这些树被称为“深”树。一个决策树，也考虑每个房子的面积大小，可能是这样的:

可以通过追踪决策树来预测房子的价格，每次决策都选择与房子特征相对应的路径。这所房子的预测价格在树的底部。在底部的点叫做 叶子节点 。

叶节点的分割和值将由数据决定，所以现在是您检查将要处理的数据的时候了。

探索数据

使用pandas探索数据

任何机器学习项目的第一步都是熟悉数据。pandas库是科学家用来探索和操做数据的主要工具。大多数人在他们的代码中将pandas缩写为pd。我们用下面的命令导入pandas库：

import pandas as pd

pandas库最重要的部分是DataFrame。DataFrame保存您可能认为是表的数据类型。这类似于Excel中的工作表，或 SQL 数据库中的表。

pandas提供了强大的方法，可以处理您想要处理的大多数此类数据。

举个例子，我们来看看澳大利亚墨尔本的房价数据。在实践练习中，您将把相同的过程应用到一个新的数据集，该数据集包含衣阿华州的房价。

示例(墨尔本)数据位于文件路径 ../input/melbourne-housing-snapshot/melb_data.csv

我们使用以下命令加载和浏览数据：

# save filepath to variable for easier access
melbourne_file_path = '../input/melbourne-housing-snapshot/melb_data.csv'
# read the data and store data in DataFrame titled melbourne_data
melbourne_data = pd.read_csv(melbourne_file_path) 
# print a summary of the data in Melbourne data
melbourne_data.describe()

解释Data Description

结果为原始数据集中的每一列显示8个数字。第一个数字是count，它显示有多少行没有缺失值。

缺失值的原因有很多。例如，在测量1居室的房子时，不会收集第2居室的大小。

第二个值是均值 mean ，也就是平均值。在这种情况下， std 是标准偏差，它度量数值的分布情况。

要解释最小值 min 、 25% 、 50% 、 75% 和最大值 max ，请想像对每个列从最低值到最高值进行排序。第一个(最小的)值是最小值。如果您遍历列表的四分之一，您会发现一个值大于25%，小于75%。这就是25%的值。第50百分位和第75百分位的定义类似，最大值是最大的数字。

练习：探索数据

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这个练习将测试您读取数据文件和理解有关数据的统计信息的能力。

你的数据中最新的房子并不新鲜。对此有几个可能的解释:

1. 他们还没有在收集这些数据的地方建造新房子。
2. 这些数据是很久以前收集的。数据发布后建造的房屋不会出现。

如果原因是上面的解释#1，那么这会影响您对使用这些数据构建的模型的信任吗?如果这是第二个原因呢?

你如何深入研究这些数据，看看哪种解释更合理?