鐵達尼號生存者預測_演算法預測

• 原1092_數學軟體應用期末報告作業
• 基於sklearn決策樹、隨機森林進行預測

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1. 準備 Preparing

1.1. 載入模組 Module Loading

• seaborn 是基於 matlotlib 的數據圖像化套件
• re 在這裡負責將字串做重新編一分類
• sklearn 為本次使用的演算法模組庫
  • accuracy_score 用於評估準確度
  • train_test_split 用於將訓練資料整理成 sklearn 的通用格式

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1.2. 載入和查看資料 Data Loading and Checking

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2. 資料數值化 Data Numeralization

2.1. 空欄位填滿 Null Table Filling

• 訓練資料和測試資料上存在缺漏需要填補

2.1.1. 查看資料缺漏 Checking Data Loss

• 可以得知在Age年齡、Cabin船艙房號、Embarked登船港口上有缺漏

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2.1.2. 填補房號資料 Filling Carbin

• 先查看Carbin房號是否和Pclass船票等級是否有相關性
  • 房號的號碼是1位英文字母+2位或3位數字
• 我們先用未缺漏的資料查看相關性，確定它是可以使用的資料，再做填補

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2.1.3. 填補年齡資料 Filling Age

• 有關一個鐵達尼號倖存者的知識，當年船上的乘客會將救生船優先讓給婦女及小孩，所以年齡資料可能會是重要依據。
• 先查看未缺陷資料的狀況。

將年齡分級來看相關性

• 顯然直接使用數字年齡不合適，所以將年齡數字分級簡化數值再看一遍。
  • 用純粹每10歲分級、和用未成年和成年分級看看
• 因此我們在這邊不選擇年齡資料

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2.1.4. 填補票價資料 Filling Fare

• 票價資料有漏一個.........，直接劃記為0
• 嘗試對票價做分級

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2.2. 資料數值化 Data Numeralization

2.2.1. 性別 Sex、直系親屬(父母子女)人數 Parch、同輩親屬及配偶數量 SibSp

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2.2.2. 船票編號 Ticket

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2.2.3. 登船處 Embarked

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2.2.4. 姓名 Name

• 死亡flag分類

  • 一定死的：'Capt.', 'Don.', 'Jonkheer.', 'Rev.'
  • 倖存機率低的：'Mr.', 'Dr.'
  • 倖存機率高的：'Col.', 'Major.', 'Master.', 'Miss.', 'Mrs.'
  • 一定活的：'Countess.', 'Lady.', 'Mlle.', 'Mme.', 'Ms.', 'Sir.'

• "填補房號資料 Filling Carbin" sns.heatmap(checkSetTrain1.corr(), annot = True) 'Cabin', 'Pclass', 'Deck_C', 'Deck_B', 'Deck_D', 'Deck_E', 'Deck_A', 'Deck_F', 'Deck_G', 'Deck_T'

• "填補年齡資料 Filling Age" sns.heatmap(checkSetTrain21.corr(), annot = True) 'Age' sns.heatmap(checkSetTrain22.corr(), annot = True) 'Age' sns.heatmap(checkSetTrain23.corr(), annot = True) 'Age'

• "填補票價資料 Filling Fare"

        sns.heatmap(checkSetTrain3.corr(), annot = True)
        'Fare'

• "性別 Sex、直系親屬(父母子女)人數 Parch、同輩親屬及配偶數量 SibSp"

        sns.heatmap(checkSetTrain4.corr(), annot = True)
        'Sex', 'Parch', 'SibSp'

• "船票編號 Ticket"

        sns.heatmap(checkSetTrain5.corr(), annot = True)
        'ticketType'

• "登船處 Embarked"

        sns.heatmap(checkSetTrain6[['Embarked', 'Survived']].corr(), annot = True)
        sns.heatmap(checkSetTrain6[['embarkedS', 'embarkedC', 'embarkedQ', 'Survived']].corr(), annot = True)
        'Embarked', 'embarkedS', 'embarkedC', 'embarkedQ'

• "姓名 Name"

        sns.heatmap(checkSetTrain7[['Title', 'Survived']].corr(), annot = True)
        'Title'

• 我們準備一組帶有 [票價Fare, 性別Sex, 直系親屬人數Parch, 同輩親屬人數Sibsp, 票等ticketType, 是否自S港口上船embarkedS, 是否自C港口上船embarkedC, 是否自Q港口上船embarkedQ, 頭銜Title]

 - TrainSet1, TestSet1

資料格式處理

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3. 演算法實作 Algorithm Implementation

3.1. 決策樹 Decision Tree

不限制max_depth

限制max_depth=10

3.2. 隨機森林 Random Forest

3.3. LogisticRegression

結論

    就我們目前所使用來自sklearn三個不同的演算法，他們都在同一筆數據下得到了相近的準確度，尤其決策樹在限制max_depth之後反而得到較高準確度，顯然是因為過擬合導致，用max_depth進行剪枝成功迴避了這個問題。