用Python实现朴素贝叶斯分类器

简介：
本教程详细介绍如何使用Python编程语言从头开始构建和应用朴素贝叶斯分类器进行文本分类。 朴素贝叶斯分类器是一种基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的简单概率分类器。在Python编程环境中，可以使用scikit-learn库来实现这种算法，并利用其内置的数据集进行测试。 首先，我们需要导入所需的库，包括numpy以及scikit-learn中的datasets模块。在此基础上，我们创建了一个名为`NaiveBayesClassifier`的类，该类包含了训练和分类的基本方法。 在初始化函数`__init__()`中定义了数据矩阵、标签矩阵以及用于存储类别概率和特征条件概率的数据结构。接下来是加载数据的方法`loadDataSet()`，它使用scikit-learn库中的iris数据集，并将相应的特征向量赋值给dataMat变量，对应的类别标签则被分配到labelMat。 计算每个类别的先验概率是在初始化函数中完成的步骤之一：通过统计每一类样本的数量占总样本数量的比例来实现。为了按类别分隔数据，我们定义了`seperateByClass()`方法；该方法构建了一个字典结构，其中键为不同的类别标签，值是属于这些类别的特征向量子集。 在计算每个特征的条件概率时使用到了`getProbByArray()`函数：它接收一个二维数组作为输入，并返回每列（即每一个特征）中各个数值出现的概率。对于那些在整个数据集中从未出现过的特定情况下的特征取值，我们采用了一种称为“拉普拉斯平滑”的方法来避免除零错误。 训练过程是在`train()`方法中进行的：通过计算每个类别的先验概率，并利用之前定义的方法将数据按类别分割，然后对每一个类别执行条件概率的计算。此外还涉及到处理那些在特定类别下未出现过的特征值的问题。 最后，在分类阶段使用了`classify()`函数来预测新的样本属于哪一类。这一过程首先通过初始化一个数组来存储每个类别的先验概率，并且对于输入的新数据点，根据其属性与已知训练集的匹配情况计算出它归属于各类的概率；最终返回具有最高后验概率的那个类别作为分类结果。 总的来说，这个实现展示了一个基于贝叶斯定理和特征独立假设构建起来的基本朴素贝叶斯分类器。通过对iris数据集进行训练及测试，它可以对新的样本点执行有效的分类任务。尽管这里的代码设计简洁明了，但在实际应用中仍需根据具体问题的特点加以调整和完善。