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机器学习中划分训练集和测试集的几种方法

机器学习中划分训练集和测试集的几种方法

作者: 迪丽娜扎 | 来源:发表于2018-12-02 20:41 被阅读0次

    1. 最简单的随机拆分,一般拆为80%训练集20%测试集 或 70%训练集30%测试集。使用训练集训练,然后使用测试集测试模型效果。

    2. k折交叉验证:把整个数据集设法均分成k折(一般为随机拆分)。然后使用其中的k-1折进行训练,使用剩下的一折测试。这样实际上训出了k个模型。

    3. 留一法:k折的极限就是留一。使用m-1个样本进行训练,剩下的那个样本进行测试,简直逗~

    4. 自助采样法:在原始样本集中有放回的随机采样m次,构成与原始样本集一样大小的训练集(都有m个样本)。根据概率,会有约36.8%的样本没有被采到(另外60+%的样本则有很多被重复采到)。这样可以使用采出来的大小为m且包含重复样本的集合为训练集,剩下约36.8%的样本当测试集。

    5. 关于验证集的一点补充:之所以把数据集分为训练集和测试集,主要是为了在保证模型不要过拟合的前提下,调整超参数使模型性能尽可能地高。因此一般套路是,在训练集训完,然后在测试集上测试,发现性能掉的厉害或者性能还不够好,调调超参,再训一个试试。因此有种说法:训练集是用来学习超参的。

    问题是:虽然模型是在训练集上学的,但超参在测试集的测试结果的反馈下进行调整的,这显然也采到了测试集的信息。这样训出来的模型很有可能结果是,模型表现足够好(性能优秀)且在训练集和测试集上表现一致(看似没有过拟合),但放到新数据集上一看其泛化性能并不好。这是因为模型在整个数据集上其实发生了过拟合。

    验证集就是用来解决上述问题的。我们把数据集按622划分为训练集、验证集、测试集。训练一波放到验证集上验证一波,然后调超参,最后觉得差不多了,把模型放到测试集上一测,发现性能没有下降,而在这之前模型和测试集没有发生任何接触,所以证明了其泛化性能,美滋滋,模型训练结束。

    但是这里有个bug,前面说是“性能没有发生下降”,模型训练就完美结束了。但如果发生不可忍受的下降呢,说明模型训练的有问题,OK,那就返回去调参,但这次调参,就是由测试集反馈来的,因此引入了测试集的信息,这样来回搞几波,跟前面还有什么区别呢?

    要解决这个问题,理论上我们要始终有一个模型从没有接触的测试集,直到“放到测试集上测试然后通过”这件事能一次性完成,模型的泛化性能才能充分可信。但我们事先不知道这个到底什么时候能实现,所以理论上我们得把数据集划分为无数个训练集验证集测试集~~

    当然前面说的是理论上,实践中没必要这么较真,模型泛化性能谁也不能保证百分之百,能用就行。毋庸置疑的是,把数据集划分成训练集验证集和测试集,肯定比简单地划分为训练集测试集更好一些。

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