Sklearn模型评估方法：测试集评分法

那么如何对模型进行评估，最终选择最合适的模型在呢？Scikit 库中，提供了测试集评分的方法。让我们看一个简单的例子。

#导入相关模块
In [1]: from sklearn.model_selection import train_test_split
   ...: from sklearn import datasets
   ...: from sklearn import neighbors 
#导入相关数据，这里导入鸢尾花数据集
In [2]: iris = datasets.load_iris()
#查看数据集属性数据形状
In [3]: iris['data'].shape
Out[3]: (150, 4)
#查看数据集目标变量数据形状
In [4]: iris['target'].shape
Out[4]: (150,)
#将数据集分割为训练集和测试集，这里分割比例是4:1。
In [5]: X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(iris.data, iris.target,
test_size=0.2, random_state=0)
#查看训练集数据
In [6]: X_train.shape
Out[6]: (120, 4)
#查看训练集数据
In [7]: y_train.shape
Out[7]: (120,)
#查看学习集数据
In [8]: X_test.shape
Out[8]: (30, 4)
#查看学习集数据
In [9]: y_test.shape
Out[9]: (30,)
#创建knn分类器对象
In [10]: knn = neighbors.KNeighborsClassifier(3)
#训练模型
In [11]: knn.fit(X_train, y_train)
Out[11]: 
KNeighborsClassifier(algorithm='auto', leaf_size=30, metric='minkowski',
           metric_params=None, n_jobs=1, n_neighbors=3, p=2,
           weights='uniform')
#对测试结果进行评分
In [12]: knn.score(X_test,y_test)
Out[12]: 0.9666666666666667

从以上结果看，该模型的得分不错。我们可以调整模型的参数，对每一次最后的得分进行比较，然后选择得分较高的参数模型作为最终结果。

但是，可能在某次实验上，测试集和训练集同时出现了过度拟合的情况，从而导致真实的应用过程中泛化能力降低的结果，如图 1 所示：

图1：过度拟合情况出现

 
为了避免这种情况，我们需要设置一个验证集，当模型训练完成以后，先在验证集上对模型进行评估，然后选择评估分数最高的模型，再在测试集上进行最终的测试，如图 2 所示：

图2：过度拟合解决反方法

这是比较标准的模型评估过程，但是这并不是最优的办法。虽然验证集的设置可以有效避免测试集出现过度拟合的情况，但是现在元数据被分为 3 部分：训练集、验证集和测试集，训练集的数据量会大大减少，这可能造成训练模型的效果很差。另外，由于验证集和测试集是一次选择，所以最后的模型评估结果有很大的随机性。交叉验证（Cross-validation）很好地解决了上面两个问题，这在下一节会做详细介绍。