通过 Python 实现“机器学习”小项目教程案例：鸢尾花分类

通过 Python 实现“机器学习”小项目教程案例：鸢尾花分类

引言

机器学习是人工智能领域的一个重要分支，它通过数据训练模型，使计算机能够自动学习和预测。对于初学者来说，实现一个简单的机器学习项目是入门的最佳方式。本文将带领大家使用 Python 编程语言，完成一个经典的机器学习小项目：鸢尾花分类。

我们将使用 Python 中的 scikit-learn 库，结合鸢尾花数据集，构建一个简单的分类模型，并评估模型的性能。通过本教程，你将掌握机器学习的基本流程，包括数据加载、数据探索、数据预处理、模型训练、模型评估以及模型优化等。

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目录

1. 项目简介
2. 环境准备
3. 代码实现
   • 数据加载
   • 数据探索
   • 数据预处理
   • 模型训练
   • 模型评估
   • 模型优化
4. 总结与扩展
5. 参考资源

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1. 项目简介

鸢尾花分类是机器学习领域的经典入门项目。我们将使用鸢尾花数据集（Iris Dataset），该数据集包含 150 条记录，每条记录有 4 个特征：花萼长度、花萼宽度、花瓣长度和花瓣宽度。目标是根据这些特征预测鸢尾花的种类（Setosa、Versicolor 或 Virginica）。

通过本项目，你将学会：

• 如何使用 Python 加载和处理数据。
• 如何使用 scikit-learn 构建机器学习模型。
• 如何评估模型的性能。
• 如何优化模型以提高准确率。

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2. 环境准备

在开始之前，请确保你的电脑上已经安装了以下工具和库：

• Python 3.x
• Jupyter Notebook（可选，推荐使用）
• NumPy
• Pandas
• Scikit-learn
• Matplotlib（用于数据可视化）
• Seaborn（用于数据可视化）

如果你尚未安装这些库，可以使用以下命令安装：

pip install numpy pandas scikit-learn matplotlib seaborn

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3. 代码实现

3.1 导入库

首先，我们需要导入所需的 Python 库：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score, confusion_matrix, classification_report

3.2 加载数据

使用 scikit-learn 提供的 load_iris 函数加载鸢尾花数据集：

# 加载鸢尾花数据集
iris = load_iris()

# 将数据集转换为 Pandas DataFrame
df = pd.DataFrame(iris.data, columns=iris.feature_names)
df[