Adult数据集

adult 数据集的任务是预测一名工人的收入是高于 50 000 美元还是低于 50 000 美元。这个数据集的特征包括工人的年龄、雇用方式（独立经营、私营企业员工、政府职员等）、教育水平、性别、每周工作时长、职业，等等。

这个数据集需要自己在网上下载，在百度里搜即可，其他博主已经整理好了下载的链接。

使用独热向量编码来对分类变量进行数据表示

由上一个title中的表得知，类似于性别gender、教育程度education等特征，它们都是以字符串的形式呈现的，显然无法作为机器学习模型的输入（输入应该是numPy或scipy格式的数组），因此需要进行数据预处理。数据预处理的方法是使用独热向量编码（one-hot）。独热向量很好理解，看下表即可，相当于用一位表示一个状态。

用到的工具：pandas.DataFrame的get_dummies方法

import pandas as pd
from IPython.display import display

# 文件中没有包含列名称的表头，因此我们传入header=None
# 然后在"names"中显式地提供列名称
data = pd.read_csv(
 "data/adult.data", header=None, index_col=False,
 names=['age', 'workclass', 'fnlwgt', 'education', 'education-num',
 'marital-status', 'occupation', 'relationship', 'race', 'gender',
 'capital-gain', 'capital-loss', 'hours-per-week', 'native-country',
 'income'])
# 为了便于说明，我们只选了其中几列
data = data[['age', 'workclass', 'education', 'gender', 'hours-per-week',
 'occupation', 'income']]
# IPython.display可以在Jupyter notebook中输出漂亮的格式
display(data.head())

👆首先读取数据集，输出其中几列特征。

print(data.gender.value_counts())
#使用pandas Series的value_counts函数可以显示某列的唯一值及其出现次数

👆之后我们需要检查分类变量的表示是否唯一，如male也可以表示为man，二者都代表性别为男性，需要统一。使用的是pandas.Series的values_counts方法（Series表示pandas数组的一列）。

接下来，使用get_dummies方法对pandas数组中的分类变量进行编码👇

print("Original features:\n", list(data.columns), "\n")
data_dummies = pd.get_dummies(data)
#使用pandas自带的get_dummies方法，对分类特征进行one-hot编码👆
print("Features after get_dummies:\n", list(data_dummies.columns))
data_dummies.head()

接下来就可以将DataFrame转化为numPy了，即准备机器学习模型的输入数据。

features = data_dummies.loc[:, 'age':'occupation_ Transport-moving']
#👆仅提取带有特征的列; ix索引已过时，可以使用loc或iloc替代，其中iloc通过数值索引
# 提取NumPy数组
X = features.values  #通过Dataframe的value方法将Dataframe数组转化为numPy数组，
#以输入到机器学习模型当中
y = data_dummies['income_ >50K'].values
#👆取标签
print("X.shape: {} y.shape: {}".format(X.shape, y.shape))

书中仅使用了Logistic Regression，此处再外加一个RandomForestClassifier，对比两个模型的性能。

from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, random_state=0)
logreg = LogisticRegression(max_iter=10000)
logreg.fit(X_train, y_train)
print("Train score: {:.2f}".format(logreg.score(X_train, y_train)))
print("Test score: {:.2f}".format(logreg.score(X_test, y_test)))

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
rfc = RandomForestClassifier(n_estimators=100, max_depth=5, n_jobs=-1)
rfc.fit(X_train, y_train)
print("Train score: {:.2f}".format(rfc.score(X_train, y_train)))
print("Test score: {:.2f}".format(rfc.score(X_test, y_test)))

可以看到，Logistic Regression的性能要优于RandomForestClassifier，但二者在训练集和测试集上的分数都非常接近，可能两个模型都存在一定程度的欠拟合。然而，对于当前数据集，我试了下调节Logistc Regression的C参数，发现无论是调的很大，分数会保持在0.81不变，但将它调的很小，精度会下降。