简明逻辑回归算法

 

逻辑回归是一种用于分类问题的统计方法，尽管名称中包含“回归”，但它主要用于二分类任务。为了更好地理解逻辑回归，我们可以通过一个通俗易懂的例子来解释。

例子：判断是否通过考试

假设你是一名老师，想要根据学生的学习时间来判断他们是否能通过一次考试。我们将“通过考试”定义为1，“未通过考试”定义为0。

1. 收集数据

首先，我们收集了一些学生的学习时间和他们的考试结果。数据可能如下所示：

学习时间（小时）	是否通过（0/1）
1	0
2	0
3	0
4	1
5	1
6	1

2. 数据可视化

我们可以将数据绘制成图表，横轴表示学习时间，纵轴表示是否通过考试。通过图表，我们可以观察到随着学习时间的增加，学生通过考试的概率也在增加。

3. 建立逻辑回归模型

逻辑回归模型的核心是使用一个Sigmoid函数（也称为逻辑函数），这个函数可以将任何实数映射到0到1之间。Sigmoid函数的公式如下：

 

其中 z 是线性组合，即：

 

这里，β0 是截距，β1 是学习时间的系数（权重）。

4. 模型训练

通过训练数据，逻辑回归会找出最佳的 β0β0​ 和 β1β1​，使得预测结果最接近实际结果。假设经过训练，我们得到了以下参数：

 

这样，我们的模型变成了：

 

通过将 z 代入 Sigmoid 函数，我们就可以计算学生通过考试的概率：

 

5. 预测

现在我们可以用这个模型来预测新学生的通过概率。例如，如果一个新学生学习了3个小时：

 

然后计算通过概率：

 

这意味着该学生通过考试的概率大约是27%。如果这个概率大于0.5，我们就可以预测他们会通过考试，否则就预测他们不会通过。

6. 决策阈值

通常，我们会选择0.5作为决策阈值。如果模型预测的概率大于0.5，则我们预测为1（通过）；否则预测为0（未通过）。当然，这个阈值可以根据具体情况进行调整。

总结

逻辑回归是一种简单而有效的分类算法，适合处理二分类问题。通过学习输入特征（如学习时间）与输出结果（如是否通过考试）之间的关系，逻辑回归能够生成一个概率模型，从而帮助我们进行预测。这个过程包括数据收集、模型训练和预测等步骤。