通常来说，我们可以从两个方面来提高一个预测模型的准确性：完善特征工程（feature engineering）或是直接使用Boosting算法。通过大量数据科学竞赛的试炼，我们可以发现人们更钟爱于Boosting算法，这是因为和其他方法相比，它在产生类似的结果时往往更加节约时间。
Boosting算法有很多种，比如梯度推进（Gradient Boosting）、XGBoost、AdaBoost、Gentle Boost等等。每一种算法都有自己不同的理论基础，通过对它们进行运用，算法之间细微的差别也能够被我们所察觉。如果你是一个新手，那么太好了，从现在开始，你可以用大约一周的时间来了解和学习这些知识。
在本文中，笔者将会向你介绍梯度推进算法的基本概念及其复杂性，此外，文中还分享了一个关于如何在R语言中对该算法进行实现的例子。
快问快答每当谈及Boosting算法，下列两个概念便会频繁的出现：Bagging和Boosting。那么，这两个概念是什么，它们之间究竟有什么区别呢？让我们快速简要地在这里解释一下：
Bagging：对数据进行随机抽样、建立学习算法并且通过简单平均来得到最终概率结论的一种方法。
Boosting：与Bagging类似，但在样本选择方面显得更为聪明一些——在算法进行过程中，对难以进行分类的观测值赋予了越来越大的权重。
我们知道你可能会在这方面产生疑问：什么叫做越来越大？我怎么知道我应该给一个被错分的观测值额外增加多少的权重呢？请保持冷静，我们将在接下来的章节里为你解答。
从一个简单的例子出发假设你有一个初始的预测模型M需要进行准确度的提高，你知道这个模型目前的准确度为80%（通过任何形式度量），那么接下来你应该怎么做呢？
有一个方法是，我们可以通过一组新的输入变量来构建一个全新的模型，然后对它们进行集成学习。但是，笔者在此要提出一个更简单的建议，如下所示：
Y = M(x) + error
如果我们能够观测到误差项并非白噪声，而是与我们的模型输出（Y）有着相同的相关性，那么我们为什么不通过这个误差项来对模型的准确度进行提升呢？比方说：
error = G(x) + error2
或许，你会发现模型的准确率提高到了一个更高的数字，比如84%。那么下一步让我们对error2进行回归。
error2 = H(x) + error3
然后我们将上述式子组合起来：
Y = M(x) + G(x) + H(x) + error3
这样的结果可能会让模型的准确度更进一步，超过84%。如果我们能像这样为三个学习算法找到一个最佳权重分配，
Y = alpha * M(x) + beta * G(x) + gamma * H(x) + error4
那么，我们可能就构建了一个更好的模型。
上面所述的便是Boosting算法的一个基本原则，当我初次接触到这一理论时，我的脑海中很快地冒出了这两个小问题：
1.我们如何判断回归／分类方程中的误差项是不是白噪声？如果无法判断，我们怎么能用这种算法呢？
2.如果这种算法真的这么强大，我们是不是可以做到接近100％的模型准确度？
接下来，我们将会对这些问题进行解答，但是需要明确的是，Boosting算法的目标对象通常都是一些弱算法，而这些弱算法都不具备只保留白噪声的能力；其次，Boosting有可能导致过度拟合，所以我们必须在合适的点上停止这个算法。
试着想象一个分类问题请看下图：
从最左侧的图开始看，那条垂直的线表示我们运用算法所构建的分类器，可以发现在这幅图中有3/10的观测值的分类情况是错误的。接着，我们给予那三个被误分的“＋”型的观测值更高的权重，使得它们在构建分类器时的地位非常重要。这样一来，垂直线就直接移动到了接近图形右边界的位置。反复这样的过程之后，我们在通过合适的权重组合将所有的模型进行合并。
算法的理论基础我们该如何分配观测值的权重呢？
通常来说，我们从一个均匀分布假设出发，我们把它称为D1，在这里，n个观测值分别被分配了1/n的权重。
步骤1：假设一个α（t）；
步骤2：得到弱分类器h（t）；
步骤3：更新总体分布，
其中，
步骤4：再次运用新的总体分布去得到下一个分类器；
觉得步骤3中的数学很可怕吗？让我们来一起击破这种恐惧。首先，我们简单看一下指数里的参数，α表示一种学习率，y是实际的回应值（＋1或－1），而h（x）则是分类器所预测的类别。简单来说，如果分类器预测错了，这个指数的幂就变成了1 *α， 反之则是－1*α。也就是说，如果某观测值在上一次预测中被预测错误，那么它对应的权重可能会增加。那么，接下来该做什么呢？
步骤5：不断重复步骤1-步骤4，直到无法发现任何可以改进的地方；
步骤6：对所有在上面步骤中出现过的分类器或是学习算法进行加权平均，权重如下所示：
案例练习
最近我参加了由Analytics Vidhya组织的在线hackathon活动。为了使变量变换变得容易，在complete_data中我们合并了测试集与训练集中的所有数据。我们将数据导入，并且进行抽样和分类。
library(caret)rm(list=ls())setwd("C:Usersts93856DesktopAV")library(Metrics)complete <- read.csv("complete_data.csv", stringsAsFactors = TRUE)train <- complete[complete$Train == 1,]score <- complete[complete$Train != 1,]set.seed(999)ind <- sample(2, nrow(train), replace=T, prob=c(0.60,0.40))trainData<-train[ind==1,]testData <- train[ind==2,]set.seed(999)ind1 <- sample(2, nrow(testData), replace=T, prob=c(0.50,0.50))trainData_ens1<-testData[ind1==1,]testData_ens1 <- testData[ind1==2,]table(testData_ens1$Disbursed)[2]/nrow(testData_ens1)#Response Rate of 9.052%
接下来，就是构建一个梯度推进模型（Gradient Boosting Model）所要做的：
fitControl <- trainControl(method = "repeatedcv", number = 4, repeats = 4)trainData$outcome1 <- ifelse(trainData$Disbursed == 1, "Yes","No")set.seed(33)gbmFit1 <- train(as.factor(outcome1) ~ ., data = trainData[,-26], method = "gbm", trControl = fitControl,verbose = FALSE)gbm_dev <- predict(gbmFit1, trainData,type= "prob")[,2]gbm_ITV1 <- predict(gbmFit1, trainData_ens1,type= "prob")[,2]gbm_ITV2 <- predict(gbmFit1, testData_ens1,type= "prob")[,2]auc(trainData$Disbursed,gbm_dev)auc(trainData_ens1$Disbursed,gbm_ITV1)auc(testData_ens1$Disbursed,gbm_ITV2)
在上述案例中，运行代码后所看到的所有AUC值将会非常接近0.84。我们随时欢迎你对这段代码进行进一步的完善。在这个领域，梯度推进模型（GBM）是最为广泛运用的方法，在未来的文章里，我们可能会对GXBoost等一些更加快捷的Boosting算法进行介绍。
结束语笔者曾不止一次见识过Boosting算法的迅捷与高效，在Kaggle或是其他平台的竞赛中，它的得分能力从未令人失望，当然了，也许这要取决于你能够把特征工程（feature engineering）做得多好了。
以上是小编为大家分享的关于基于R语言的梯度推进算法介绍的相关内容，更多信息可以关注环球青藤分享更多干货
R 有几种用于制作图形的系统，但 ggplot2 是最优雅和最通用的系统之一。与大多数其他图形包不同，ggplot2 具有基于图形语法的底层语法，它允许您通过组合独立组件来组合图形。如果想要更加了解ggplot2，请阅读 ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis ，可以从 https://ggplot2-book.org/getting-started.html 学习本书
所有的图都由数据data，想要可视化的信息，映射mapping（即数据变量如何映射到美学属性的描述）组成
1. 图层（layers） 是几何元素和统计变换的集合。几何对象，简称 geoms ，代表你在图中实际看到的东西：点、线、多边形等等。 统计转换，简称 stats ，总结数据:例如，装箱和计数观察，以创建一个直方图，或拟合一个线性模型。
2. Scales 将数据空间中的值映射到美学空间中的值。这包括颜色、形状和大小的使用。Scale还绘制图例和轴，这使得从图中读取原始数据值成为可能(反向映射)。
3. 坐标（coords） 或坐标系统描述如何将数据坐标映射到图形的平面。它还提供了轴和网格线来帮助读取图形。我们通常使用笛卡尔坐标系，但也可以使用其他一些坐标系，包括极坐标和地图投影。
4. 刻面（facet） 指定如何拆分数据子集并将其显示为小倍数。这也被称为条件反射或网格/格子。
5. theme 控制更精细的显示点，如字体大小和背景颜色。
ggplot2有许多参数，可根据需求自行选取，具体参数详情可见 https://ggplot2.tidyverse.org/reference/index.html
基础绘图：由 ggplot(data,aes(x,y))+geom_ 开始,至少包含这三个组件，可以通过"+"不断的添加layers, scales, coords和facets。
Geoms ：几何对象，通常，您将使用geom_函数创建层，以下为常用的图形：
geom_bar() ：直方图，条形图
geom_boxplot() ：box图
geom_density() ：平滑密度估计曲线
geom_dotplot() ：点图
geom_point() :点图
geom_violin() ：小提琴图
aes()，颜色、大小、形状和其他审美属性
要向绘图添加其他变量，我们可以使用其他美学，如颜色、形状和大小。
按照属性定义
它们的工作方式与 x 和 y 相同，aes()：
aes(displ, hwy, colour = class) #按照某个属性着色
aes(displ, hwy, shape = drv) #按照某个属性定义
aes(displ, hwy, size = cyl) #按照某个属性定义
整体自定义
geom_xxx(colour =自定义颜色)
geom_xxx(shape=形状编号)
geom_xxx(size =编号大小定义 0-10)
注意根据需求按照aes()还是geom进行添加属性
以下为R语言中各shape形状编号
scale控制如何将数据值转换为视觉属性的细节。
labs()和lims() 是对标签和限制进行最常见调整。
labs() ，主要对图形进行调整，注释等
labs()括号内参数：title主标题，subtitle副标题，caption右下角描述，tag左上角
xlab() ，x轴命名
ylab() ，y轴命名
ggtitle() ，标题
lims()
xlim() , xlim(a,b) 限制坐标(a，b)
ylim() ， ylim(a,b) 限制坐标(a，b)
scale_alpha() 透明度尺度
scale_shape() ， 搭配aes(shape=某个属性)使用
参数：name ，solid =T/F是否填充
scale_size()搭配aes(size=某个属性)使用
参数：name，range =c(0, 10)
1.适用于发散和定性的数据
a. scale_colour_brewer() ，scale_colour_brewer(palette =" ")，scale_colour_brewer(palette ="Green ")
palette来自RcolorBrewer包，所有面板：
b. scale_colour_manual()
scale_colour_manual(values=c( )) 可以 自定义颜色 ，常用的参数
values可直接定义颜色，但是建议使用命名向量，例如
values=c("8" = "red", "4" = "blue", "6" = "darkgreen", "10" = "orange")
PS：注意在aes(colour=factor()),一定要把因素转换为factor型，否则无效
2.适用于连续的值，渐变颜色
a. scale_colour_gradient()
scale_colour_gradient (low =" ",high=" ")，根据值大小定义颜色,创建两个颜色梯度(低-高)，
b. scale_colour_gradient2()
scale_colour_gradient2(low = " ",mid = " ",high = " ")创建一个发散的颜色梯度(低-中-高)
c. scale_colour_gradientn()
创建一个n色渐变，scale_colour_gradientn(colours =许多R语言中的颜色面板)，
默认坐标系是笛卡尔 coord_cartesian()
一般不会修改
facet_grid() ，在网格中布置面板
facet_grid(rows = vars() ) cols或rows = vars(因素)，图形按列或行分割
facet_wrap()
facet_wrap(vars( ), ncol =n) , ncol或者nrow,分为多少行多少列
theme_bw() ，可以覆盖所有主题，背景变为白色,我们在文章中所用的图片大都需要该背景。
或者用 theme_classic() ，同时去除了网格线
theme() ，修改主题的组件，里面涉及多个参数，根据需求调整
常见参数：
legend.position，图例的位置,包括 "left" 左, "right" 右, "bottom" 下, "top" 上和"none",不显示
value：英[ˈvælju:]，美[ˈvælju]。n.价值，价格意义，涵义重要性（邮票的）面值；vt.评价重视，看重zhi估价，给…定价。第三人称单数：values复数：values现在分词：valuing过去式：valued过去分词：valued。value可以用作名词value用作名词时,基本意思是“价值,价格”,指人们估计的一件东西的价值或其交换价值,引申还可表示“用处,益处,实用性,重要性”,指某物有一定的价值,值得人们去珍视。
value还可作“等值,划算,上算”解,有时还可表示数学中的“值”。
value常用于of value to sb 结构,表示“对某人有…价值”。
