R语言中的k折交叉验证是怎样的

• k折交叉验证

K折交叉验证(k-fold cross-validation)首先将所有数据分割成K个子样本，不重复的选取其中一个子样本作为测试集，其他K-1个样本用来训练。共重复K次，平均K次的结果或者使用其它指标，最终得到一个单一估测。

这个方法的优势在于，保证每个子样本都参与训练且都被测试，降低泛化误差。其中，10折交叉验证是最常用的。

• 实例代码

1、数据导入并分组。导入数据，并使用caret包中的createFolds()函数，根据标签列将数据分成10份 。

target.url <- 'https://archive.ics.uci.edu/ml/machine-learning-databases/undocumented/connectionist-bench/sonar/sonar.all-data'

data <- read.csv(target.url,header = F) 

set.seed(17)  

require(caret)  

folds <- createFolds(y=data[,61],k=10)

2、选取最优训练集与测试集。构建for循环，得到十次交叉验证预测的AUC值。并纪录取值最大的一组，作为最优的训练集与测试集划分。

library(pROC)

max=0  

num=0 

auc_value<-as.numeric()

for(i in 1:10){  

  fold_test <- data[folds[[i]],]   #取folds[[i]]作为测试集  

  fold_train <- data[-folds[[i]],]   # 剩下的数据作为训练集    

  fold_pre <- lm(as.numeric(V61)~.,data=fold_train)  

  fold_predict <- predict(fold_pre,type='response',newdata=fold_test)  

  auc_value<- append(auc_value,as.numeric(auc(as.numeric(fold_test[,61]),fold_predict)))

}  

num<-which.max(auc_value)

print(auc_value)

10次auc取值结果如下：

 [1] 0.7636364 0.7474747 0.8484848 0.9363636 0.7272727 0.8454545 0.9181818 0.7454545 0.7979798

[10] 0.7916667

3、构建分类器并判断模型效果。根据前一步的结果，使用最优划分构建线性分类器并预测。绘制出测试集的ROC曲线。

fold_test <- data[folds[[num]],]   

fold_train <- data[-folds[[num]],]

fold_pre <- lm(as.numeric(V61)~.,data=fold_train)  

fold_predict <- predict(fold_pre,type='response',newdata=fold_test)

roc_curve <- roc(as.numeric(fold_test[,61]),fold_predict)

plot(roc_curve, print.auc=TRUE, auc.polygon=TRUE, grid=c(0.1, 0.2),

     grid.col=c("green", "red"), max.auc.polygon=TRUE,

     auc.polygon.col="skyblue", print.thres=TRUE,main="ROC curve for the set with the largest AUC value")

线性分类器与性能评价(R语言)中随机选取训练集和测试集，最终测试集的AUC值仅为0.755，而本次我们通过k折交叉验证选取训练集和测试集，测试集AUC值达到0.936，可以看出模型效果提升显著。