用polyfit(X,Y,1)得到的擬合函數(shù)只能得到a,b,但不能得到線性相關(guān)系數(shù)R^2。如想要得到其線性相關(guān)系數(shù),可以用regress(y,X),其使用格式

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[b,bint,r,rint,stats]
=
regress(y,X);
b——擬合系數(shù)
bint——b的置信區(qū)間
r——?dú)埐钪?/p>
rint——r的置信區(qū)間
stats——檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量,第一個(gè)就是相關(guān)系數(shù)
例如:
x=[。。。];y=[。。。]
X=[x
ones(n,1)];
%x的行數(shù)(列數(shù))
[b,bint,r,rint,stats]
=
regress(y,X);
首先分兩種情況:
1.交互窗口處執(zhí)行:這個(gè)時(shí)候由于python的強(qiáng)制縮進(jìn),因此想要結(jié)束函數(shù)的定義只需要按兩下enter即可。
2.在.py文件中編寫,結(jié)束函數(shù)只需要不再縮進(jìn)即可
調(diào)用函數(shù)方法相同,把函數(shù)名及參數(shù)寫上就可以了,如果有返回值可以
r=functionA(var1)
附:測試代碼(python3運(yùn)行通過)
# -*- coding:utf-8 -*-
#author:zfxcx
def pt():
print("hello")
pt()
一、概觀
scipy中的optimize子包中提供了常用的最優(yōu)化算法函數(shù)實(shí)現(xiàn)。我們可以直接調(diào)用這些函數(shù)完成我們的優(yōu)化問題。optimize中函數(shù)最典型的特點(diǎn)就是能夠從函數(shù)名稱上看出是使用了什么算法。下面optimize包中函數(shù)的概覽:
1.非線性最優(yōu)化
fmin -- 簡單Nelder-Mead算法
fmin_powell -- 改進(jìn)型Powell法
fmin_bfgs -- 擬Newton法
fmin_cg -- 非線性共軛梯度法
fmin_ncg -- 線性搜索Newton共軛梯度法
leastsq -- 最小二乘
2.有約束的多元函數(shù)問題
fmin_l_bfgs_b ---使用L-BFGS-B算法
fmin_tnc ---梯度信息
fmin_cobyla ---線性逼近
fmin_slsqp ---序列最小二乘法
nnls ---解|| Ax - b ||_2 for x=0
3.全局優(yōu)化
anneal ---模擬退火算法
brute --強(qiáng)力法
4.標(biāo)量函數(shù)
fminbound
brent
golden
bracket
5.擬合
curve_fit-- 使用非線性最小二乘法擬合
6.標(biāo)量函數(shù)求根
brentq ---classic Brent (1973)
brenth ---A variation on the classic Brent(1980)ridder ---Ridder是提出這個(gè)算法的人名
bisect ---二分法
newton ---牛頓法
fixed_point
7.多維函數(shù)求根
fsolve ---通用
broyden1 ---Broyden’s first Jacobian approximation.
broyden2 ---Broyden’s second Jacobian approximationnewton_krylov ---Krylov approximation for inverse Jacobiananderson ---extended Anderson mixing
excitingmixing ---tuned diagonal Jacobian approximationlinearmixing ---scalar Jacobian approximationdiagbroyden ---diagonal Broyden Jacobian approximation8.實(shí)用函數(shù)
line_search ---找到滿足強(qiáng)Wolfe的alpha值
check_grad ---通過和前向有限差分逼近比較檢查梯度函數(shù)的正確性二、實(shí)戰(zhàn)非線性最優(yōu)化
fmin完整的調(diào)用形式是:
fmin(func, x0, args=(), xtol=0.0001, ftol=0.0001, maxiter=None, maxfun=None, full_output=0, disp=1, retall=0, callback=None)不過我們最常使用的就是前兩個(gè)參數(shù)。一個(gè)描述優(yōu)化問題的函數(shù)以及初值。后面的那些參數(shù)我們也很容易理解。如果您能用到,請(qǐng)自己研究。下面研究一個(gè)最簡單的問題,來感受這個(gè)函數(shù)的使用方法:f(x)=x**2-4*x+8,我們知道,這個(gè)函數(shù)的最小值是4,在x=2的時(shí)候取到。
from scipy.optimize import fmin #引入優(yōu)化包def myfunc(x):
return x**2-4*x+8 #定義函數(shù)
x0 = [1.3] #猜一個(gè)初值
xopt = fmin(myfunc, x0) #求解
print xopt #打印結(jié)果
運(yùn)行之后,給出的結(jié)果是:
Optimization terminated successfully.
Current function value: 4.000000
Iterations: 16
Function evaluations: 32
[ 2.00001953]
程序準(zhǔn)確的計(jì)算得出了最小值,不過最小值點(diǎn)并不是嚴(yán)格的2,這應(yīng)該是由二進(jìn)制機(jī)器編碼誤差造成的。
除了fmin_ncg必須提供梯度信息外,其他幾個(gè)函數(shù)的調(diào)用大同小異,完全類似。我們不妨做一個(gè)對(duì)比:
from scipy.optimize import fmin,fmin_powell,fmin_bfgs,fmin_cgdef myfunc(x):
return x**2-4*x+8
x0 = [1.3]
xopt1 = fmin(myfunc, x0)
print xopt1
xopt2 = fmin_powell(myfunc, x0)
print xopt2
xopt3 = fmin_bfgs(myfunc, x0)
print xopt3
xopt4 = fmin_cg(myfunc,x0)
print xopt4
給出的結(jié)果是:
Optimization terminated successfully.
Current function value: 4.000000
Iterations: 16
Function evaluations: 32
[ 2.00001953]
Optimization terminated successfully.
Current function value: 4.000000
Iterations: 2
Function evaluations: 53
1.99999999997
Optimization terminated successfully.
Current function value: 4.000000
Iterations: 2
Function evaluations: 12
Gradient evaluations: 4
[ 2.00000001]
Optimization terminated successfully.
Current function value: 4.000000
Iterations: 2
Function evaluations: 15
Gradient evaluations: 5
[ 2.]
我們可以根據(jù)給出的消息直觀的判斷算法的執(zhí)行情況。每一種算法數(shù)學(xué)上的問題,請(qǐng)自己看書學(xué)習(xí)。個(gè)人感覺,如果不是純研究數(shù)學(xué)的工作,沒必要搞清楚那些推導(dǎo)以及定理云云。不過,必須了解每一種算法的優(yōu)劣以及能力所及。在使用的時(shí)候,不妨多種算法都使用一下,看看效果分別如何,同時(shí),還可以互相印證算法失效的問題。
在from scipy.optimize import fmin之后,就可以使用help(fmin)來查看fmin的幫助信息了。幫助信息中沒有例子,但是給出了每一個(gè)參數(shù)的含義說明,這是調(diào)用函數(shù)時(shí)候的最有價(jià)值參考。
有源碼研究癖好的,或者當(dāng)你需要改進(jìn)這些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的算法的時(shí)候,可能需要查看optimize中的每種算法的源代碼。在這里:https:/ / github. com/scipy/scipy/blob/master/scipy/optimize/optimize.py聰明的你肯定發(fā)現(xiàn)了,順著這個(gè)鏈接往上一級(jí)、再往上一級(jí),你會(huì)找到scipy的幾乎所有源碼!
求擬合函數(shù),首先要有因變量和自變量的一組測試或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)已知的曲線y=f(x),擬合出Ex和En系數(shù)。當(dāng)用擬合出的函數(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合程度愈高,說明擬合得到的Ex和En系數(shù)是合理的。吻合程度用相關(guān)系數(shù)來衡量,即R^2。首先,我們需要打開Python的shell工具,在shell當(dāng)中新建一個(gè)對(duì)象member,對(duì)member進(jìn)行賦值。 2、這里我們所創(chuàng)建的列表當(dāng)中的元素均屬于字符串類型,同時(shí)我們也可以在列表當(dāng)中創(chuàng)建數(shù)字以及混合類型的元素。 3、先來使用append函數(shù)對(duì)已經(jīng)創(chuàng)建的列表添加元素,具體如下圖所示,會(huì)自動(dòng)在列表的最后的位置添加一個(gè)元素。 4、再來使用extend對(duì)來添加列表元素,如果是添加多個(gè)元素,需要使用列表的形式。 5、使用insert函數(shù)添加列表元素,insert中有兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)即為插入的位置,第二個(gè)參數(shù)即為插入的元素。origin擬合中參數(shù)值是程序擬合的結(jié)果,自定義函數(shù)可以設(shè)置參數(shù)的初值,也可以不設(shè)定參數(shù)的初值。
一般而言,擬合結(jié)果不會(huì)因?yàn)槌踔档牟煌刑蟮钠睿绻詈艽螅f明數(shù)據(jù)和函數(shù)不太匹配,需要對(duì)函數(shù)進(jìn)行改正。X0的迭代初始值選擇與求解方程,有著密切的關(guān)系。不同的初始值得出的系數(shù)是完全不一樣的。這要通過多次選擇和比較,才能得到較為合理的初值。一般的方法,可以通過隨機(jī)數(shù)并根據(jù)方程的特性來初選。
很多業(yè)務(wù)場景中,我們希望通過一個(gè)特定的函數(shù)來擬合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),以此來預(yù)測未來數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。(比如用戶的留存變化、付費(fèi)變化等)
本文主要介紹在 Python 中常用的兩種曲線擬合方法:多項(xiàng)式擬合 和 自定義函數(shù)擬合。
通過多項(xiàng)式擬合,我們只需要指定想要擬合的多項(xiàng)式的最高項(xiàng)次是多少即可。
運(yùn)行結(jié)果:
對(duì)于自定義函數(shù)擬合,不僅可以用于直線、二次曲線、三次曲線的擬合,它可以適用于任意形式的曲線的擬合,只要定義好合適的曲線方程即可。
運(yùn)行結(jié)果:
當(dāng)前文章:python多維函數(shù)擬合 matlab擬合函數(shù)
路徑分享:http://www.chinadenli.net/article12/dooipgc.html
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