lightgbm 是一个高效的梯度提升框架,用于构建机器学习模型。它基于决策树算法,提供了快速的训练速度和较低的内存消耗,特别适合处理大规模数据。此模块的主要特色是其使用了基于 histogram 的学习方法,并支持多线程和分布式训练,适配的 Python 版本为 3.5 及以上。
应用场景
lightgbm 广泛应用于分类、回归、排序等多种机器学习任务,尤其在 Kaggle 比赛以及各类机器学习项目中外。它适合处理大规模数据集,对于高维稀疏特征(例如分类变量)表现优异。此外,lightgbm 支持各种特征组合,并能够通过网格搜索或贝叶斯优化等方法进行模型的调优。
安装说明
lightgbm 并不是 Python 的默认模块,需要通过 pip 进行安装。在终端中输入以下命令即可完成安装:
这样就能快速安装并使用 lightgbm 模块。
用法举例
1. 示例一:分类任务
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| import lightgbm as lgb from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.datasets import load_iris
data = load_iris() X = data.data y = data.target
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
train_data = lgb.Dataset(X_train, label=y_train) test_data = lgb.Dataset(X_test, label=y_test)
params = { 'objective': 'multiclass', 'num_class': 3, 'metric': 'multi_logloss' }
model = lgb.train(params, train_data, valid_sets=[test_data], num_boost_round=100)
|
2. 示例二:回归任务
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
| import lightgbm as lgb import numpy as np
X = np.random.rand(100, 10) y = X.sum(axis=1) + np.random.normal(0, 0.1, 100)
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
train_data = lgb.Dataset(X_train, label=y_train)
params = { 'objective': 'regression', 'metric': 'mean_squared_error' }
model = lgb.train(params, train_data, num_boost_round=100)
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3. 示例三:评分任务
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| import lightgbm as lgb import pandas as pd
data = {'feature1': [1, 2, 3, 4, 5], 'feature2': [5, 4, 3, 2, 1], 'target': [1, 0, 1, 0, 1]} df = pd.DataFrame(data)
X = df.drop('target', axis=1) y = df['target']
train_data = lgb.Dataset(X, label=y)
params = { 'objective': 'binary', 'metric': 'binary_logloss' }
model = lgb.train(params, train_data, num_boost_round=100)
|
lightgbm 模块为机器学习提供了强大的工具,各种类型的模型任务均可使用它轻松实现。通过上述示例,我们可以看到如何在不同场景中利用 lightgbm 进行解决方案的构建。
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