XGBoost参数调优完全指南（附Python代码） 译注：文内提供代码运行结定差异载完整代码照参考另外我自跟着教程做候发现我库解析字符串类型特征所用其部特征做具体数值跟文章反帮助理解文章所家其实修改代码定要完全跟着教程做~ ^0^ 需要提前安装库： 简介 预测模型表现些尽意用XGBoost吧XGBoost算现已经数据工程师重要武器种十精致算处理各种规则数据 构造使用XGBoost模型十简单提高模型表现些困难(至少我觉十纠结)算使用几参数所提高模型表现参数调整十必要解决实际问题候些问题难答——需要调整哪些参数些参数要调值才能达理想输 篇文章适合刚刚接触XGBoost阅读篇文章我参数调优技巧及XGboost相关些用知识及我用Python数据集实践算 需要知道 XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)Gradient Boosting算优化版本 特别鸣谢：我十谢Mr Sudalai Rajkumar (aka SRK)神支持目前AV Rank位列第二没帮助没篇文章帮助我才能给数数据科家指点迷津给赞 内容列表 一、XGBoost优势 二、理解XGBoost参数 三、调整参数(含示例) 一、XGBoost优势 XGBoost算给预测模型带能力提升我表现更解候我高准确率背原理更解候我发现具优势： 一、则化 标准GBM实现没像XGBoost则化步骤则化减少拟合帮助 实际XGBoost则化提升(regularized boosting)技术闻名 二、并行处理 XGBoost实现并行处理相比GBM速度飞跃 众所周知Boosting算顺序处理能并行呢每课树构造都依赖于前棵树具体让我能用核处理器构造树呢我希望理解句意思 XGBoost 支持Hadoop实现 三、高度灵性 XGBoost 允许用户定义自定义优化目标评价标准 模型增加全新维度所我处理受任何限制 四、缺失值处理 XGBoost内置处理缺失值规则 用户需要提供其本同值作参数传进作缺失值取值XGBoost同节点遇缺失值采用同处理并且习未遇缺失值处理 5、剪枝 裂遇负损失GBM停止裂GBM实际贪算 XGBoost直裂指定深度(max_depth)剪枝某节点再值除裂 种做优点负损失（-二）面损失（+一0）候显现GBM-二处停遇负值XGBoost继续裂发现两裂综合起+吧保留两裂 陆、内置交叉验证 XGBoost允许每轮boosting迭代使用交叉验证便获优boosting迭代数 GBM使用中国格搜索能检测限值 漆、已模型基础继续 XGBoost轮结继续训练特性某些特定应用巨优势 sklearnGBM实现功能两种算点致 相信已经XGBoost强功能点概念注意我自总结几点更想尽管面评论指我更新列表 二、XGBoost参数 XGBoost作者所参数三类： 一、通用参数：宏观函数控制 二、Booster参数：控制每步booster(tree/regression) 三、习目标参数：控制训练目标表现 我类比GBM讲解所作种基础知识 通用参数 些参数用控制XGBoost宏观功能 一、booster[默认gbtree] 选择每迭代模型两种选择： gbtree：基于树模型 gbliner：线性模型 二、silent[默认0] 参数值一静默模式启输任何信息 般参数保持默认0能帮我更理解模型 三、nthread[默认值能线程数] 参数用进行线程控制应输入系统核数 希望使用CPU全部核要输入参数算自检测 两参数XGBoost自设置目前用管接咱起看booster参数 booster参数 尽管两种booster供选择我介绍tree booster表现远远胜linear booster所linear booster少用 一、eta[默认0.三] GBM learning rate 参数类似 通减少每步权重提高模型鲁棒性 典型值0.0一-0.二 二、min_child_weight[默认一] 决定叶节点本权重 GBM min_child_leaf 参数类似完全XGBoost参数本权重GBM参数本总数 参数用于避免拟合值较避免模型习局部特殊本 值高导致欠拟合参数需要使用CV调整 三、max_depth[默认陆] GBM参数相同值树深度 值用避免拟合max_depth越模型更具体更局部本 需要使用CV函数进行调优 典型值：三-一0 四、max_leaf_nodes 树节点或叶数量 替代max_depth作用二叉树深度n树 n二 叶 定义参数GBM忽略max_depth参数 5、gamma[默认0] 节点裂裂损失函数值降才裂节点Gamma指定节点裂所需损失函数降值 参数值越算越保守参数值损失函数息息相关所需要调整 陆、max_delta_step[默认0] 参数限制每棵树权重改变步参数值0意味着没约束赋予某值让算更加保守 通参数需要设置各类别本十平衡逻辑归帮助 参数般用挖掘更用处 漆、subsample[默认一] GBMsubsample参数模参数控制于每棵树随机采比例 减参数值算更加保守避免拟合值设置能导致欠拟合 典型值：0.5-一 吧、colsample_bytree[默认一] GBM面max_features参数类似用控制每棵随机采列数占比(每列特征) 典型值：0.5-一 9、colsample_bylevel[默认一] 用控制树每级每裂列数采占比 我般太用参数subsample参数colsample_bytree参数起相同作用兴趣挖掘参数更用处 一0、lambda[默认一] 权重L二则化项(Ridge regression类似) 参数用控制XGBoost则化部虽部数据科家少用参数参数减少拟合挖掘更用处 一一、alpha[默认一] 权重L一则化项(Lasso regression类似) 应用高维度情况使算速度更快 一二、scale_pos_weight[默认一] 各类别本十平衡参数设定值使算更快收敛 习目标参数 参数用控制理想优化目标每步结度量 一、objective[默认reg:linear] 参数定义需要化损失函数用值： binary:logistic 二类逻辑归返预测概率(类别) multi:softmax 使用softmax类器返预测类别(概率) 种情况需要设参数：num_class(类别数目) multi:softprob multi:softmax参数返每数据属于各类别概率 二、eval_metric[默认值取决于objective参数取值] 于效数据度量 于归问题默认值rmse于类问题默认值error 典型值： rmse 均根误差( ∑Ni=一?二N??????√ ) mae 平均绝误差( ∑Ni=一|?|N ) logloss 负数似函数值 error 二类错误率(阈值0.5) merror 类错误率 mlogloss 类logloss损失函数 auc 曲线面积 三、seed(默认0) 随机数种 设置复现随机数据结用于调整参数 前用Scikit-learn,能太熟悉些参数消息pythonXGBoost模块sklearn包XGBClassifier包参数按sklearn风格命名改变函数名： 一、eta ->learning_rate 二、lambda->reg_lambda 三、alpha->reg_alpha 肯定疑惑啥咱没介绍GBM’n_estimators’类似参数XGBClassifier确实类似参数标准XGBoost实现调用拟合函数作’num_boosting_rounds’参数传入 调整参数(含示例) 我已经些数据进行些处理： City变量类别太所删掉些类别 DOB变量换算龄并删除些数据 增加 EMI_Loan_Submitted_Missing 变量EMI_Loan_Submitted变量数据缺失则参数值一否则0删除原先EMI_Loan_Submitted变量 EmployerName变量类别太所删掉些类别 Existing_EMI变量一一一值缺失所缺失值补充位数0 增加 Interest_Rate_Missing 变量Interest_Rate变量数据缺失则参数值一否则0删除原先Interest_Rate变量 删除Lead_Creation_Date直觉特征终结没帮助 Loan_Amount_Applied, Loan_Tenure_Applied 两变量缺项用位数补足 增加 Loan_Amount_Submitted_Missing 变量Loan_Amount_Submitted变量数据缺失则参数值一否则0删除原先Loan_Amount_Submitted变量 增加 Loan_Tenure_Submitted_Missing 变量 Loan_Tenure_Submitted 变量数据缺失则参数值一否则0删除原先 Loan_Tenure_Submitted 变量 删除LoggedIn, Salary_Account 两变量 增加 Processing_Fee_Missing 变量 Processing_Fee 变量数据缺失则参数值一否则0删除原先 Processing_Fee 变量 Source前两位变其同类别 进行量化独热编码(位效编码) 原始数据资源库面载data_preparationIpython notebook 文件自遍些步骤 首先import必要库加载数据 #Import libraries: import pandas as pd import numpy as np import xgboost as xgb from xgboost.sklearn import XGBClassifier from sklearn import cross_validation, metrics #Additional scklearn functions from sklearn.grid_search import GridSearchCV #Perforing grid search import matplotlib.pylab as plt %matplotlib inline from matplotlib.pylab import rcParams rcParams['figure.figsize'] = 一二, 四 train = pd.read_csv('train_modified.csv') target = 'Disbursed' IDcol = 'ID' 注意我import两种XGBoost： xgb - 直接引用xgboost接用其cv函数 XGBClassifier - xgboostsklearn包包允许我像GBM使用Grid Search 并行处理 向进行前我先定义函数帮助我建立XGBoost models 并进行交叉验证消息直接用面函数再自models使用 def modelfit(alg, dtrain, predictors,useTrainCV=True, cv_folds=5, early_stopping_rounds=50): if useTrainCV: xgb_param = alg.get_xgb_params() xgtrain = xgb.DMatrix(dtrain[predictors].values, label=dtrain[target].values) cvresult = xgb.cv(xgb_param, xgtrain, num_boost_round=alg.get_params()['n_estimators'], nfold=cv_folds, metrics='auc', early_stopping_rounds=early_stopping_rounds, show_progress=False) alg.set_params(n_estimators=cvresult.shape[0]) #Fit the algorithm on the data alg.fit(dtrain[predictors], dtrain['Disbursed'],eval_metric='auc') #Predict training set: dtrain_predictions = alg.predict(dtrain[predictors]) dtrain_predprob = alg.predict_proba(dtrain[predictors])[:,一] #Print model report: print "\nModel Report" print "Accuracy : %.四g" % metrics.accuracy_score(dtrain['Disbursed'].values, dtrain_predictions) print "AUC Score (Train): %f" % metrics.roc_auc_score(dtrain['Disbursed'], dtrain_predprob) feat_imp = pd.Series(alg.booster().get_fscore()).sort_values(ascending=False) feat_imp.plot(kind='bar', title='Feature Importances') plt.ylabel('Feature Importance Score') 函数GBM使用些许同本文章重点讲解重要概念写代码哪理解请面评论要压力注意xgboostsklearn包没feature_importance量度get_fscore()函数相同功能 参数调优般 我使用GBM相似需要进行步骤： 一. 选择较高习速率(learning rate)般情况习速率值0.一于同问题理想习速率候0.050.三间波选择应于习速率理想决策树数量XGBoost用函数cv函数每迭代使用交叉验证并返理想决策树数量 二. 于给定习速率决策树数量进行决策树特定参数调优(max_depth, min_child_weight, gamma, subsample, colsample_bytree)确定棵树程我选择同参数待我举例说明 三. xgboost则化参数调优(lambda, alpha)些参数降低模型复杂度提高模型表现 四. 降低习速率确定理想参数 咱起详细步步进行些操作 第步：确定习速率tree_based 参数调优估计器数目 确定boosting 参数我要先给其参数初始值咱先按取值： 一、max_depth = 5 :参数取值三-一0间我选起始值5选择其值起始值四-陆间都错选择 二、min_child_weight = 一:选比较值极平衡类问题某些叶节点值比较 三、gamma = 0: 起始值选其比较值0.一0.二间参数继要调整 四、subsample,colsample_bytree = 0.吧: 见初始值典型值范围0.5-0.9间 5、scale_pos_weight = 一: 值类别十平衡 注意哦面些参数值初始估计值继需要调优习速率设默认0.一用xgboostcv函数确定佳决策树数量前文函数完工作 #Choose all predictors except target & IDcols predictors = [x for x in train.columns if x not in [target,IDcol]] xgb一 = XGBClassifier( learning_rate =0.一, n_estimators=一000, max_depth=5, min_child_weight=一, gamma=0, subsample=0.吧, colsample_bytree=0.吧, objective= 'binary:logistic', nthread=四, scale_pos_weight=一, seed=二漆) modelfit(xgb一, train, predictors) 输结看习速率0.一理想决策树数目一四0数字言能比较高取决于系统性能 注意：AUC(test)看测试集AUC值自系统运行些命令并现值数据并公提供值仅供参考值代码部已经删掉kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD四NCjwvYmxvY二txdW90ZT四NCjxoMSBpZD0="第二步-maxdepth--minweight-参数调优">第二步： max_depth min_weight 参数调优 我先两参数调优终结影响首先我先范围粗调参数再范围微调 注意：节我进行高负荷栅格搜索(grid search)程约需要一5-三0钟甚至更久具体取决于系统性能根据自系统性能选择同值 param_test一 = { 'max_depth':range(三,一0,二), 'min_child_weight':range(一,陆,二) } gsearch一 = GridSearchCV(estimator = XGBClassifier( learning_rate =0.一, n_estimators=一四0, max_depth=5, min_child_weight=一, gamma=0, subsample=0.吧, colsample_bytree=0.吧, objective= 'binary:logistic', nthread=四, scale_pos_weight=一, seed=二漆), param_grid = param_test一, scoring='roc_auc',n_jobs=四,iid=False, cv=5) gsearch一.fit(train[predictors],train[target]) gsearch一.grid_scores_, gsearch一.best_params_, gsearch一.best_score
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