线性回归闭式解的实现

我想知道大家是否知道sklearnLinearRegression模块的后端是否使用了不同的方法来计算最优的beta系数。我使用闭式解实现了自己的版本

    if self.solver == "Closed Form Solution":        ### 最优beta = (XTX)^{-1}XTy        XtX = np.transpose(X, axes=None) @ X        XtX_inv = np.linalg.inv(XtX)        Xty = np.transpose(X, axes=None) @ y_true        self.optimal_beta = XtX_inv @ Xty

然而,当我打印系数并与sklearn的进行比较时,我没有得到完全匹配的结果。我以为使用闭式解可能会保证相似的结果(我的代码不处理不可逆的情况)。

我注意到均方误差(MSE)相差不大,但这让我怀疑我的实现是否有问题(我考虑了偏差)。

偏差似乎出现在截距上:

SKLEARN INTERCEPT 1.2490009027033011e-15HN INTERCEPT 4.440892098500626e-16First Value HN 183.22200150945497First Value SKLEARN 183.22200150945548HN MSE 3.1084228599404546e-27SKLEARN MSE 2.126667544039961e-25

回答:

这些数值在10^-15的数量级上,这意味着它们实际上是0,并且是相同的!

至于为什么会有差异:您是通过直接求逆X.T @ X矩阵来解决正常方程的。另一方面,scikit-learn在后台使用scipy.linalg.lstsq例如使用基于SVD的方法。也就是说,那里的机制求逆矩阵,因此与您的不同。请注意,解决线性最小二乘问题的方法有很多种。

但是我们可以说,您得到的结果与他们的方式是相同的,因为这些矩阵运算无论如何都会受到舍入误差的影响,而您的结果与他们的“匹配”(反之亦然)在许多有效数字上。

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