机器学习十大算法的每个算法的核心思想、工作原理、适用情况及优缺点

总结机器学习小白必学的10种算法
在机器学习中，有一种叫做「没有免费的午餐」的定理。

简而言之，它指出没有任何一种算法对所有问题都有效，在监督学习(即预测建模)中尤其如此。

例如，你不能说神经网络总是比决策树好，反之亦然。

有很多因素在起作用，例如数据集的大小和结构。

因此，你应该针对具体问题尝试多种不同算法，并留出一个数据「测试集」来评估性能、选出优胜者。

当然，你尝试的算法必须适合你的问题，也就是选择正确的机器学习任务。

打个比方，如果你需要打扫房子，你可能会用吸尘器、扫帚或拖把，但是你不会拿出铲子开始挖土。

大原则
不过也有一个普遍原则，即所有监督机器学习算法预测建模的基础。

机器学习算法被描述为学习一个目标函数f，该函数将输入变量X 最好地映射到输出变量Y：Y = f(X)
这是一个普遍的学习任务，我们可以根据输入变量X 的新样本对Y 进行预测。

我们不知道函数 f 的样子或形式。

如果我们知道的话，我们将会直接使用它，不需要用机器学习算法从数据中学习。

最常见的机器学习算法是学习映射Y = f(X) 来预测新X 的Y。

这叫做预测建模或预测分析，我们的目标是尽可能作出最准确的预测。

对于想了解机器学习基础知识的新手，本文将概述数据科学家使用的top 10 机器学习算法。

1. 线性回归
线性回归可能是统计学和机器学习中最知名和最易理解的算法之一。

预测建模主要关注最小化模型误差或者尽可能作出最准确的预测，以可解释性为代价。

我们将借用、重用包括统计学在内的很多不同领域的算法，并将其用于这些目的。

机器学习算法的原理及应用分析机器学习一直是人工智能研究领域中的热门话题。

随着互联网的发展和智能设备的普及，机器学习的应用范围越来越广泛。

机器学习算法是机器学习的关键组成部分。

本文将介绍机器学习算法的原理和应用分析。

一、机器学习算法的原理机器学习算法指的是用于从数据中提取模式和规律的计算机程序，其基本原理是通过将输入数据与所需输出数据进行比对，找到相应的规律和模式。

机器学习算法主要分为三种类型：监督学习、无监督学习和强化学习。

1.监督学习监督学习是指通过给算法提供已知数据来进行训练，从而让算法能够进行推断和预测。

常见的监督学习算法有决策树、朴素贝叶斯、支持向量机和神经网络等。

决策树是一种基于树状结构进行决策的算法，它的每个节点都表示一个属性，每个叶子节点都表示一个分类。

通过将样本集递归地进行划分，最终得到一个决策树。

朴素贝叶斯算法是一种基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的算法。

它通过统计每个特征的类别和条件概率来计算分类概率。

支持向量机是一种基于间隔最大化的分类算法。

它通过寻找一个最优的超平面将数据进行分类。

神经网络算法是一种模仿人类神经系统进行学习和推断的算法。

它通过一系列神经元的相互连接来实现数据的分类和预测。

2.无监督学习无监督学习是指在没有给定数据的类别标签的情况下，通过对数据的统计特征进行分析，来获取数据内在的结构和模式。

常见的无监督学习算法有聚类和降维等。

聚类算法是一种基于相似度度量的算法，它将数据集划分为若干个簇，每个簇内的数据相似度较高，而簇间的相似度较低。

降维算法是一种将高维数据投影到低维空间的算法，它可以帮助我们在不损失重要信息的前提下，降低计算复杂度。

3.强化学习强化学习是一种通过试错的方法来学习和优化策略的机器学习算法。

它通常工作在环境和智能体的交互中，智能体在环境中采取不同的动作，从而获得奖励或惩罚。

常见的强化学习算法有Q-learning和Deep Q-network等。

机器学习算法解析随着人工智能技术的不断发展，机器学习已经成为了其中非常重要的一部分。

机器学习算法则是机器学习领域的核心，它能够让机器自动地从数据中学习模型，从而能够更好地完成各种任务。

在本文中，我们将对机器学习算法进行解析，以帮助读者更好地了解这一领域。

一、机器学习算法的分类机器学习算法可以被分为监督学习、无监督学习和增强学习三类。

监督学习是指通过输入-输出数据对来进行学习，这类算法需要有标记的数据作为输入，从中学习出一个模型，然后对新的数据进行预测。

无监督学习是指从没有标记的数据中学习模型，这类算法通常用于聚类和降维等任务。

增强学习则是一类通过与环境交互的方式来进行学习的算法，其目的在于通过与环境的交互来学习出一个策略，并进行优化。

二、机器学习算法的常见模型1.线性模型线性模型是一种通过线性方程来描述变量之间关系的模型。

线性回归和逻辑回归是线性模型的代表，它们常被用于解决分类和回归问题。

2.决策树决策树是一种通过树形结构描述分类和回归问题的模型。

它将数据分割成一系列的分支和节点，在每个节点上通过对某个特征的判断来进行分类或回归。

3.支持向量机支持向量机通常用于解决分类问题，它通过一个超平面将数据分为两类，并最大化两类数据点到超平面的距离。

它的优点在于能够对高维数据进行分类。

4.朴素贝叶斯朴素贝叶斯是一种基于贝叶斯定理的分类算法，它假设每个特征之间是独立的。

在分类时，朴素贝叶斯算法将根据每个特征的概率来计算某个类别的概率。

5.神经网络神经网络模型是一种通过仿真大脑神经元之间的交互来解决问题的模型。

它通常用于解决分类和回归问题，需要大量的训练数据和计算资源。

三、机器学习算法的优缺点机器学习算法具有以下优点：1.能够对大型数据进行处理，从而能够发现数据中潜在的结构和规律。

2.能够自动地处理数据，从而能够提高工作效率。

3.能够不断地通过数据进行更新和优化，从而能够提高准确性。

但机器学习算法也存在一些缺点：1.需要大量的数据和计算资源来进行训练。

机器学习必知的10大算法机器学习算法可以分为三大类：监督学习、无监督学习和强化学习。

以下介绍 10 个关于监督学习和无监督学习的算法。

•监督学习可用于一个特定的数据集(训练集)具有某一属性(标签)，但是其他数据没有标签或者需要预测标签的情况。

•无监督学习可用于给定的没有标签的数据集(数据不是预分配好的)，目的就是要找出数据间的潜在关系。

•强化学习位于这两者之间，每次预测都有一定形式的反馈，但是没有精确的标签或者错误信息。

监督学习1. 决策树(Decision Trees)决策树是一个决策支持工具，它使用树形图或者决策模型以及可能性序列，包括偶然事件的结果、资源成本和效用。

下图是其基本原理：从业务决策的角度来看，决策树是人们必须了解的最少的是/否问题，这样才能评估大多数时候做出正确决策的概率。

作为一种方法，它允许你以结构化和系统化的方式来解决问题，从而得出合乎逻辑的结论。

2. 朴素贝叶斯分类 (Naive Bayesian classification)朴素贝叶斯分类器是一类简单的概率分类器，它基于贝叶斯定理和特征间的强大的(朴素的)独立假设。

图中是贝叶斯公式，其中P(A|B)是后验概率，P(B|A)是似然，P(A)是类先验概率，P(B)是预测先验概率。

一些应用例子:判断垃圾邮件对新闻的类别进行分类，比如科技、政治、运动判断文本表达的感情是积极的还是消极的人脸识别3. 最小二乘法(Ordinary Least Squares Regression)如果你懂统计学的话，你可能以前听说过线性回归。

最小二乘法是一种计算线性回归的方法。

你可以将线性回归看做通过一组点来拟合一条直线。

实现这个有很多种方法，“最小二乘法”就像这样：你可以画一条直线，然后对于每一个数据点，计算每个点到直线的垂直距离，然后把它们加起来，那么最后得到的拟合直线就是距离和尽可能小的直线。

线性指的是你用来拟合数据的模型，而最小二乘法指的是你最小化的误差度量。

机器学习常用算法解析机器学习是计算机科学与人工智能的一个分支，其目的是让机器通过数据和算法的学习，实现特定任务。

在机器学习领域中，算法是非常重要的组成部分，各种算法模型不仅有着不同的特点，而且适用于不同的场景。

本文将介绍机器学习中常用的算法，包括线性回归、决策树、支持向量机、朴素贝叶斯、神经网络等。

一、线性回归算法线性回归算法是机器学习中最常用的算法之一，其用于预测因变量与一个或多个自变量之间的关系。

例如，在预测一个房子的售价中，我们可以将房屋面积作为自变量，而售价作为因变量。

根据已有数据进行模型训练，我们可以得到一个线性方程，即y = mx + b，其中y为因变量，x为自变量，m和b分别为斜率和截距。

通过这个方程，我们可以根据房屋面积预测出售价。

二、决策树算法决策树算法是一种基于树结构的分类与回归方法，其将数据集分成多个小组，并且根据特定规则进行分组。

每个节点代表一个属性，每个分支代表一个判断条件，通过比较分支上不同属性的取值，进行不同类别的分类。

决策树算法的优势在于模型可解释性高、易于理解和实现。

常用的决策树算法有ID3、C4.5和CART等。

三、支持向量机算法支持向量机算法是一种用于二分类和多分类的有监督学习方法。

其基本思想是寻找一个最优的超平面，将数据集分成不同的类别。

其中，超平面可以是一个线性的判定面，或者是一个非线性的判定面。

支持向量机算法在实际应用中广泛，其在文本分类、图像分类、手写数字识别等领域有着广泛应用。

四、朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是统计学习中的一种算法，其基于贝叶斯定理，假设各个特征之间是独立的。

在分类问题中，朴素贝叶斯算法可以计算出一个样本属于各个类别的概率，并将概率最大的类别作为分类结果。

在文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域有着广泛应用。

五、神经网络算法神经网络算法是机器学习中的一种模拟人类神经元之间相互连接和相互作用的算法模型。

它模拟生物神经元之间的相互作用，通过多层神经元的迭代训练，学习到输入与输出之间的关系。

人工智能十大算法总结（精选五篇）第一篇：人工智能十大算法总结5-1 简述机器学习十大算法的每个算法的核心思想、工作原理、适用情况及优缺点等。

1）C4.5 算法：ID3 算法是以信息论为基础，以信息熵和信息增益度为衡量标准，从而实现对数据的归纳分类。

ID3 算法计算每个属性的信息增益，并选取具有最高增益的属性作为给定的测试属性。

C4.5 算法核心思想是ID3 算法，是ID3 算法的改进，改进方面有：1）用信息增益率来选择属性，克服了用信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不足；2）在树构造过程中进行剪枝3）能处理非离散的数据4）能处理不完整的数据C4.5 算法优点：产生的分类规则易于理解，准确率较高。

缺点：1)在构造树的过程中，需要对数据集进行多次的顺序扫描和排序，因而导致算法的低效。

2)C4.5 只适合于能够驻留于内存的数据集，当训练集大得无法在内存容纳时程序无法运行。

2）K means 算法：是一个简单的聚类算法，把n 的对象根据他们的属性分为k 个分割，k < n。

算法的核心就是要优化失真函数J,使其收敛到局部最小值但不是全局最小值。

其中N 为样本数，K 是簇数，rnk b 表示n 属于第k 个簇，uk 是第k 个中心点的值。

然后求出最优的uk优点：算法速度很快缺点是，分组的数目k 是一个输入参数，不合适的k 可能返回较差的结果。

3）朴素贝叶斯算法：朴素贝叶斯法是基于贝叶斯定理与特征条件独立假设的分类方法。

算法的基础是概率问题，分类原理是通过某对象的先验概率，利用贝叶斯公式计算出其后验概率，即该对象属于某一类的概率，选择具有最大后验概率的类作为该对象所属的类。

朴素贝叶斯假设是约束性很强的假设，假设特征条件独立，但朴素贝叶斯算法简单，快速，具有较小的出错率。

在朴素贝叶斯的应用中，主要研究了电子邮件过滤以及文本分类研究。

4)K 最近邻分类算法（KNN）分类思想比较简单，从训练样本中找出K个与其最相近的样本，然后看这k个样本中哪个类别的样本多，则待判定的值（或说抽样）就属于这个类别。

快速入门机器学习：10个常用算法简介1. 引言1.1 概述:机器学习是一门涉及分析数据和构建预测模型的领域，它能够让计算机通过从数据中学习规律、模式和知识，作出智能决策或预测。

随着人工智能和大数据的快速发展，机器学习在各个领域都获得了广泛应用。

本篇文章将给读者带来关于机器学习中最常用的10种算法的简介。

无论你是刚刚开始接触机器学习还是想要巩固自己对这些算法的理解，这篇文章都会为你提供一个快速入门的指南。

1.2 文章结构:本文将按照以下结构展开内容：- 引言：简要介绍文章背景和目标。

- 机器学习简介：第二节将讨论机器学习的定义、应用领域以及发展历程。

- 常用算法类型：第三节将解释三种常见的机器学习算法类型：监督学习、无监督学习、半监督学习。

- 常用机器学习算法简介：第四节将深入探讨三种常见的监督学习算法：线性回归模型、逻辑回归模型和决策树算法。

- 其他常用算法简介：第五节将介绍三种其他常用的机器学习算法：支持向量机（SVM）、K均值聚类算法（K-means）和随机森林（Random Forest）。

通过这样的文章结构，读者们将能够对不同类型的算法有一个清晰的概念，并且了解每个算法的基本原理和应用场景。

1.3 目的:本文的目标是帮助读者快速了解机器学习中最常用的十种算法。

通过这篇文章，读者可以获得对于这些算法的基本认知，并且能够判断何时使用某个特定的算法以及如何开始在实际问题中应用它们。

我们相信，通过阅读本文，您将收获关于机器学习算法的全面理解，并且为进一步学习和探索领域打下坚实基础。

让我们一起开始这个令人兴奋而又有趣的旅程吧！2. 机器学习简介2.1 定义机器学习是一种人工智能领域的研究分支，旨在通过计算机系统从数据中学习模式和规律，以便能够做出准确预测或自动决策，而无需明确编程。

机器学习的目标是建立能够自动进行学习和推断的算法和模型。

2.2 应用领域机器学习在许多领域都得到了广泛的应用。

例如，在医疗保健领域，机器学习可用于诊断疾病、制定治疗方案和预测患者病情。

机器学习算法的分类与比较机器学习是人工智能领域的重要组成部分，它通过从数据中学习模式和规律，使计算机能够自动完成任务和做出决策。

在机器学习中，算法的选择是非常关键的，不同的算法适用于不同的问题场景。

本文将对机器学习算法进行分类与比较，帮助读者了解各种算法的优缺点及应用范围。

一、监督学习算法监督学习是机器学习中最常用的方法之一，它通过已知输入和输出的训练数据，建立一个模型来预测新的输入数据的输出。

以下是几种常见的监督学习算法：1. 岭回归（Ridge Regression）：适用于线性回归问题，通过引入正则化项以解决过拟合问题。

2. 逻辑回归（Logistic Regression）：适用于二分类问题，通过对样本进行概率建模，能够输出实例属于某个类别的概率。

3. 决策树（Decision Tree）：根据特征的取值将样本逐步分割为不同的叶子节点，并学习出一系列规则用于分类问题。

4. 支持向量机（Support Vector Machine）：通过找到一个最优超平面来实现对样本的分类，主要用于二分类问题。

5. 随机森林（Random Forest）：将多个决策树进行组合，通过投票或平均值来进行分类，具有较好的鲁棒性和准确性。

二、无监督学习算法无监督学习是指从无标签数据中学习模型的机器学习方法，其目标是发现数据中的隐藏结构和模式。

以下是几种常见的无监督学习算法：1. K-means聚类算法：根据样本之间的距离将数据集划分为K个簇，每个簇内的样本具有相似性。

2. 主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）：通过线性变换将高维数据转换为低维数据，以尽可能保持数据的方差。

3. Apriori算法：用于关联分析，它通过频繁项集的挖掘来发现数据中的关联关系。

4. 高斯混合模型（Gaussian Mixture Model，GMM）：假设数据由多个高斯分布组成，通过最大似然估计来估计分布的参数。

1.线性回归在统计学和机器学习领域，线性回归可能是最广为人知也最易理解的算法之一。

预测建模主要关注的是在牺牲可解释性的情况下，尽可能最小化模型误差或做出最准确的预测。

我们将借鉴、重用来自许多其它领域的算法（包括统计学）来实现这些目标。

线性回归模型被表示为一个方程式，它为输入变量找到特定的权重（即系数 B），进而描述一条最佳拟合了输入变量（x）和输出变量（y）之间关系的直线。

我们将在给定输入值 x的条件下预测 y，线性回归学习算法的目的是找到系数 B0 和 B1 的值。

我们可以使用不同的技术来从数据中学习线性回归模型，例如普通最小二乘法的线性代数解和梯度下降优化。

线性回归大约有 200 多年的历史，并已被广泛地研究。

在使用此类技术时，有一些很好的经验规则：我们可以删除非常类似（相关）的变量，并尽可能移除数据中的噪声。

线性回归是一种运算速度很快的简单技术，也是一种适合初学者尝试的经典算法。

2. Logist ic回归Logis t ic回归是机器学习从统计学领域借鉴过来的另一种技术。

它是二分类问题的首选方法。

像线性回归一样， Log is t ic回归的目的也是找到每个输入变量的权重系数值。

但不同的是，Logis t ic回归的输出预测结果是通过一个叫作「log is t ic函数」的非线性函数变换而来的。

log is t ic函数的形状看起来像一个大的「 S」，它会把任何值转换至 0-1 的区间内。

这十分有用，因为我们可以把一个规则应用于log is t ic函数的输出，从而得到 0-1区间内的捕捉值（例如，将阈值设置为 0.5，则如果函数值小于 0.5，则输出值为 1），并预测类别的值。

Logis t ic由于模型的学习方式，Logis t i c回归的预测结果也可以用作给定数据实例属于类 0 或类 1的概率。

这对于需要为预测结果提供更多理论依据的问题非常有用。

与线性回归类似，当删除与输出变量无关以及彼此之间非常相似（相关）的属性后， Log is t ic回归的效果更好。