有哪些Python机器学习面试题

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有监督学习和无监督学习有什么区别？

　　有监督学习：对具有标记的训练样本进行学习，以尽可能对训练样本集外的数据进行分类预测。（LR,SVM,BP,RF,GBDT）

　　无监督学习：对未标记的样本进行训练学习，比发现这些样本中的结构知识。(KMeans,DL)

　　2.什么是正则化？

　　正则化是针对过拟合而提出的，以为在求解模型最优的是一般优化最小的经验风险，现在在该经验风险上加入模型复杂度这一项（正则化项是模型参数向量的范数），并使用一个rate比率来权衡模型复杂度与以往经验风险的权重，如果模型复杂度越高，结构化的经验风险会越大，现在的目标就变为了结构经验风险的最优化，可以防止模型训练过度复杂，有效的降低过拟合的风险。

　　奥卡姆剃刀原理，能够很好的解释已知数据并且十分简单才是最好的模型。

　　3.什么是生成模型和判别模型？

　　生成模型：由数据学习联合概率分布P(X,Y)，然后求出条件概率分布P(Y|X)作为预测的模型，即生成模型：P(Y|X)= P(X,Y)/ P(X)。（朴素贝叶斯、Kmeans）

　　生成模型可以还原联合概率分布p(X,Y)，并且有较快的学习收敛速度，还可以用于隐变量的学习

　　判别模型：由数据直接学习决策函数Y=f(X)或者条件概率分布P(Y|X)作为预测的模型，即判别模型。（k近邻、决策树、SVM）

　　直接面对预测，往往准确率较高，直接对数据在各种程度上的抽象，所以可以简化模型

　　4.线性分类器与非线性分类器的区别以及优劣

　　如果模型是参数的线性函数，并且存在线性分类面，那么就是线性分类器，否则不是。

　　常见的线性分类器有：LR,贝叶斯分类，单层感知机、线性回归

　　常见的非线性分类器：决策树、RF、GBDT、多层感知机

　　SVM两种都有(看线性核还是高斯核)

　　线性分类器速度快、编程方便，但是可能拟合效果不会很好

　　非线性分类器编程复杂，但是效果拟合能力强

　　5.特征比数据量还大时，选择什么样的分类器？

　　线性分类器，因为维度高的时候，数据一般在维度空间里面会比较稀疏，很有可能线性可分

　　对于维度很高的特征，你是选择线性还是非线性分类器？

　　理由同上

　　对于维度极低的特征，你是选择线性还是非线性分类器？

　　非线性分类器，因为低维空间可能很多特征都跑到一起了，导致线性不可分

　　下面是吴恩达的见解：

　　1. 如果Feature的数量很大，跟样本数量差不多，这时候选用LR或者是Linear Kernel的SVM

　　2. 如果Feature的数量比较小，样本数量一般，不算大也不算小，选用SVM+Gaussian Kernel

　　3. 如果Feature的数量比较小，而样本数量很多，需要手工添加一些feature变成第一种情况

　　6. 为什么一些机器学习模型需要对数据进行归一化？

　　归一化化就是要把你需要处理的数据经过处理后（通过某种算法）限制在你需要的一定范围内。

　　1）归一化后加快了梯度下降求最优解的速度。等高线变得显得圆滑，在梯度下降进行求解时能较快的收敛。如果不做归一化，梯度下降过程容易走之字，很难收敛甚至不能收敛

　　2）把有量纲表达式变为无量纲表达式, 有可能提高精度。一些分类器需要计算样本之间的距离（如欧氏距离），例如KNN。如果一个特征值域范围非常大，那么距离计算就主要取决于这个特征，从而与实际情况相悖（比如这时实际情况是值域范围小的特征更重要）

　　3) 逻辑回归等模型先验假设数据服从正态分布。

　　7.哪些机器学习算法不需要做归一化处理？

　　概率模型不需要归一化，因为它们不关心变量的值，而是关心变量的分布和变量之间的条件概率，如决策树、rf。而像adaboost、gbdt、xgboost、svm、lr、KNN、KMeans之类的最优化问题就需要归一化。

　　8.标准化与归一化的区别

　　简单来说，标准化是依照特征矩阵的列处理数据，其通过求z-score的方法，将样本的特征值转换到同一量纲下。归一化是依照特征矩阵的行处理数据，其目的在于样本向量在点乘运算或其他核函数计算相似性时，拥有统一的标准，也就是说都转化为“单位向量”。规则为l2的归一化公式如下：

　　9.随机森林如何处理缺失值

　　方法一（na.roughfix）简单粗暴，对于训练集,同一个class下的数据，如果是分类变量缺失，用众数补上，如果是连续型变量缺失，用中位数补。

　　方法二（rfImpute）这个方法计算量大，至于比方法一好坏？不好判断。先用na.roughfix补上缺失值，然后构建森林并计算proximity matrix，再回头看缺失值，如果是分类变量，则用没有缺失的观测实例的proximity中的权重进行投票。如果是连续型变量，则用proximity矩阵进行加权平均的方法补缺失值。然后迭代4-6次，这个补缺失值的思想和KNN有些类似12。

　　10. 如何进行特征选择？

　　特征选择是一个重要的数据预处理过程，主要有两个原因：一是减少特征数量、降维，使模型泛化能力更强，减少过拟合;二是增强对特征和特征值之间的理解

　　常见的特征选择方式：

　　1. 去除方差较小的特征

　　2. 正则化。1正则化能够生成稀疏的模型。L2正则化的表现更加稳定，由于有用的特征往往对应系数非零。

　　3. 随机森林，对于分类问题，通常采用基尼不纯度或者信息增益，对于回归问题，通常采用的是方差或者最小二乘拟合。一般不需要feature engineering、调参等繁琐的步骤。它的两个主要问题，1是重要的特征有可能得分很低（关联特征问题），2是这种方法对特征变量类别多的特征越有利（偏向问题）。

　　4. 稳定性选择。是一种基于二次抽样和选择算法相结合较新的方法，选择算法可以是回归、SVM或其他类似的方法。它的主要思想是在不同的数据子集和特征子集上运行特征选择算法，不断的重复，最终汇总特征选择结果，比如可以统计某个特征被认为是重要特征的频率（被选为重要特征的次数除以它所在的子集被测试的次数）。理想情况下，重要特征的得分会接近100%。稍微弱一点的特征得分会是非0的数，而最无用的特征得分将会接近于0。

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