【Coggle 30 Days of ML】糖尿病遗传风险检测挑战赛(2)

目录

任务

Just Do It！    

1.特征工程

 2.特征筛选

3.K折交叉验证​​​​​​​

---

任务

• 任务4：特征工程（使用pandas完成）

  • 步骤1：统计每个性别对应的【体重指数】、【舒张压】平均值
  • 步骤2：计算每个患者与每个性别平均值的差异；
  • 步骤3：在上述基础上将训练集20%划分为验证集，使用逻辑回归完成训练，精度是否有提高？
  • 步骤4：思考字段含义，尝试新的特征，将你的尝试写入博客；

• 任务5：特征筛选

  • 步骤1：使用树模型完成模型的训练，通过特征重要性筛选出Top5的特征；
  • 步骤2：使用筛选出的特征和逻辑回归进行训练，在验证集精度是否有提高？
  • 步骤3：如果有提高，为什么？如果没有提高，为什么？
  • 步骤4：将你的尝试写入博客；

• 任务7：多折训练与集成

  • 步骤1：使用KFold完成数据划分；
  • 步骤2：使用StratifiedKFold完成数据划分；
  • 步骤3：使用StratifiedKFold配合LightGBM完成模型的训练和预测
  • 步骤4：在步骤3训练得到了多少个模型，对测试集多次预测，将最新预测的结果文件提交到比赛，截图分数；
  • 步骤5：使用交叉验证训练5个机器学习模型（svm、lr等），使用stacking完成集成，将最新预测的结果文件提交到比赛，截图分数；

Just Do It！    

1.特征工程

特征工程部分很吃感觉，对于构建新的特征来说，试了好几个，构造出来效果反而更差了。emmm，只能说多尝试把。。。

# 特征工程
# 统计每个性别对应的【体重指数】、【舒张压】平均值
# train_df.groupby('性别').describe()[['体重指数','舒张压']]
train_df.groupby('性别').mean()[['体重指数','舒张压']]

# train_df['体重指数-平均值']=train_df['体重指数']-train_df['性别'].map(
#     train_df.groupby('性别')['体重指数'].mean()
# )
# test_df['体重指数-平均值']=test_df['体重指数']-test_df['性别'].map(
#     test_df.groupby('性别')['体重指数'].mean()
# )
# test_df['体重指数-平均值']

train_df['舒张压'].fillna(train_df['舒张压'].mean().round(2), inplace=True)
test_df['舒张压'].fillna(train_df['舒张压'].mean().round(2), inplace=True)

dict_糖尿病家族史 = {
    '无记录': 0,
    '叔叔或姑姑有一方患有糖尿病': 1,
    '叔叔或者姑姑有一方患有糖尿病': 1,
    '父母有一方患有糖尿病': 2
}

train_df['糖尿病家族史'] = train_df['糖尿病家族史'].map(dict_糖尿病家族史)
test_df['糖尿病家族史'] = test_df['糖尿病家族史'].map(dict_糖尿病家族史)

train_df['糖尿病家族史'] = train_df['糖尿病家族史'].astype('category')
test_df['糖尿病家族史'] = train_df['糖尿病家族史'].astype('category')

train_df['性别'] = train_df['性别'].astype('category')
test_df['性别'] = train_df['性别'].astype('category')

train_df['年龄'] = 2022 - train_df['出生年份']
test_df['年龄'] = 2022 - test_df['出生年份']

train_df['口服耐糖量测试_diff'] = train_df['口服耐糖量测试'] - train_df.groupby('糖尿病家族史').transform('mean')['口服耐糖量测试']
test_df['口服耐糖量测试_diff'] = test_df['口服耐糖量测试'] - test_df.groupby('糖尿病家族史').transform('mean')['口服耐糖量测试']

train_df['体重指数+肱三头肌皮褶厚度']=train_df['肱三头肌皮褶厚度']+train_df['体重指数']
train_df
test_df['体重指数+肱三头肌皮褶厚度']=test_df['肱三头肌皮褶厚度']+test_df['体重指数']
test_df

 接着可以进行标准化

# 标准化
train_df.loc[:,train_df.columns!='患有糖尿病标识'] = preprocessing.scale(train_df.drop('患有糖尿病标识',axis=1))
train_df

为了方便后续模型融合，用到了xgboost，不支持类别型数据。因此需要将类别型的数据转换为数值型。

train_df[['性别','糖尿病家族史']]=train_df[['性别','糖尿病家族史']].astype('int64')
train_df.dtypes
test_df[['性别','糖尿病家族史']]=test_df[['性别','糖尿病家族史']].astype('int64')
test_df.dtypes

 

 划分训练集和验证集

# 把训练集划分为训练集和验证集，方便测试当前模型的好坏，并进行适当的调参
train_df2,val_df,y_train,y_val = train_test_split(train_df.drop('患有糖尿病标识',axis=1),train_df['患有糖尿病标识'],test_size=0.2)
train_df2

 2.特征筛选

这部分其实通过树模型的feature_importances_属性就可以得到，然后再排个序，根据顺便挑选我们想要的前几个特征就可以了。

# 特征筛选
predictors = [i for i in train_df2.drop('编号',axis=1).columns]
feat_imp = pd.Series(model.feature_importances_, predictors).sort_values(ascending=False)
feat_imp

3.K折交叉验证

模型选择部分，用了lr、xgb、svm、lgbm做stacking模型融合。

# 选择模型
#
# 使用逻辑回归进行训练
model1 = make_pipeline(
    MinMaxScaler(),
    LogisticRegression()
)

# model.fit(train_df.drop('编号',axis=1),y_train)

# 构建模型
# model.fit(train_df.drop('编号',axis=1),y_train)

# model3 = LGBMClassifier(
#     objective='binary',
#     max_depth=8,
#     device_type='gpu',
#     n_estimators=8000,
#     n_jobs=-1, 
#     verbose=-1,
#     verbosity=-1,
#     learning_rate=0.1,
# )
# model.fit(train_df2.drop('编号',axis=1),y_train,eval_set=[(val_df.drop('编号',axis=1),y_val)])

model2 = make_pipeline(
    MinMaxScaler(),
    XGBClassifier(
        n_estimators=4000,
        max_depth=5, 
        random_state=42,
        device_type='gpu',
        early_stopping_rounds=30,
        n_jobs=-1, 
        verbose=-1,
        verbosity=-1,
    )
)

model3 = make_pipeline(
    MinMaxScaler(),
    LGBMClassifier(
        objective='binary',
        max_depth=5,
        device_type='gpu',
        n_estimators=5000,
        n_jobs=-1, 
        verbose=-1,
        verbosity=-1,
        learning_rate=0.1,
    )
)

model4 = make_pipeline(
    MinMaxScaler(),
    SVC(C=2,kernel='rbf',gamma=10,decision_function_shape='ovo') 
)

estimators = [
    ('xgb', XGBClassifier(n_estimators=4000, random_state=42)),
    ('lr',model1),
    ('lgbm',model3),
    ('svm',model4)
]
model = StackingClassifier(
    estimators=estimators
)

K折交叉验证，此处K设置成了8。

# K折交叉验证
def k_fold(model, kf, X_tr, y, X_te, cate_col=None):
    train_pred = np.zeros( (len(X_tr), len(np.unique(y))) )
    test_pred = np.zeros( (len(X_te), len(np.unique(y))) )

    cv_clf = []
    for tr_idx, val_idx in kf.split(X_tr, y):
        x_tr = X_tr.iloc[tr_idx]; y_tr = y.iloc[tr_idx]

        x_val = X_tr.iloc[val_idx]; y_val = y.iloc[val_idx]

        eval_set = [(x_val, y_val)]
        model.fit(x_tr, y_tr)

        cv_clf.append(model)

        train_pred[val_idx] = model.predict_proba(x_val)
        test_pred += model.predict_proba(X_te)

    test_pred /= kf.n_splits
    return train_pred, test_pred, cv_clf
train_pred, test_pred, cv_clf = k_fold(
    model, KFold(n_splits=8),
    train_df2.drop('编号',axis=1),
    y_train,
    val_df.drop('编号',axis=1),
)
val_df['label'] = test_pred.argmax(1)

分数反而低了。。。接着调参把。

OK，Fine！