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分类与回归是机器学习的基本问题。
一、定义
- 分类是一种监督学习任务,其目标是将数据集中的样本分配到预定义的类别或标签中。在分类问题中,输出变量是离散的,通常表示为类别标签或整数。分类问题可以是二分类(如,判断邮件是否为垃圾邮件),也可以是多分类(如,将图片分类为猫、狗、鸟等)。
- 回归是另一种监督学习任务,其目标是预测一个或多个连续值。在回归问题中,输出变量是实数值,而不是离散的类别标签。回归问题的目标是找到一个能够最好地拟合数据点(即最小化预测值与实际值之间的差异)的函数。
回归是预测连续值,分类是预测离散值。回归的输出可以是任意值,而分类的输出只能是预设的分类输出的一个,比如(0,1)中的0或1。从理论上讲,如果回归的输入值相近,那么它的预测值也是相近的,而分类的输入相近(在同一个分类决策边界内),那么它们的预测值是一样的,代表属于同一类别。
二、常见算法
(1)分类算法
逻辑回归:尽管名字中有“回归”,但逻辑回归常用于二分类问题。
决策树:通过构建决策树来分类数据。 随机森林:基于多个决策树的集成学习方法。
支持向量机(SVM):寻找一个超平面来分隔不同类别的数据。
神经网络:特别是深度神经网络,在复杂分类任务中表现出色。
(2)回归算法
线性回归:预测一个或多个自变量(特征)与因变量(目标)之间的线性关系。
多项式回归:是线性回归的扩展,通过增加自变量的多项式项来拟合非线性数据。
岭回归(Ridge Regression)和套索回归(Lasso Regression):都是线性回归的正则化版本,用于减少过拟合。
决策树回归:基于决策树模型进行回归预测。
随机森林回归:基于多个决策树的集成学习方法,用于回归任务。
神经网络回归:特别是深度神经网络,可以处理复杂的非线性回归问题。
三、二者区别
分类和回归的主要区别在于它们的输出类型:分类的输出是离散的类别标签,而回归的输出是连续的数值。选择哪种任务类型取决于你的具体问题和目标。在实际应用中,了解数据的性质、问题的背景以及预期的输出类型,对于选择合适的机器学习算法至关重要。