Logistic Regression Classifier逻辑回归主要思想就是用最大似然概率方法构建出方程，为最大化方程，利用牛顿梯度上升求解方程参数。
- 优点：计算代价不高，易于理解和实现。
- 缺点：容易欠拟合，分类精度可能不高。
- 使用数据类型：数值型和标称型数据。
介绍逻辑回归之前，我们先看一问题，有个黑箱，里面有白球和黑球，如何判断它们的比例。
我们从里面抓3个球，2个黑球，1个白球。这时候，有人就直接得出了黑球67%，白球占比33%。这个时候，其实这个人使用了最大似然概率的思想，通俗来讲，当黑球是67%的占比的时候，我们抓3个球，出现2黑1白的概率最大。我们直接用公式来说明。
假设黑球占比为P，白球为1-P。于是我们要求解MAX(P*P*(1-P))，显而易见P=67%（求解方法：对方程求导，使导数为0的P值即为最优解）
我们看逻辑回归，解决的是二分类问题，是不是和上面黑球白球问题很像，是的，逻辑回归也是最大似然概率来求解。
假设我们有n个独立的训练样本{(x1, y1) ,(x2, y2),…, (xn, yn)}，y={0, 1}。那每一个观察到的样本(xi, yi)出现的概率是：
上面为什么是这样呢？当y=1的时候，后面那一项是不是没有了，那就只剩下x属于1类的概率，当y=0的时候，第一项是不是没有了，那就只剩下后面那个x属于0的概率（1减去x属于1的概率）。所以不管y是0还是1，上面得到的数，都是(x, y)出现的概率。那我们的整个样本集，也就是n个独立的样本出现的似然函数为（因为每个样本都是独立的，所以n个样本出现的概率就是他们各自出现的概率相乘）：
这里我们稍微变换下L(θ)：取自然对数，然后化简（不要看到一堆公式就害怕哦，很简单的哦，只需要耐心一点点，自己动手推推就知道了。注：有xi的时候，表示它是第i个样本，下面没有做区分了，相信你的眼睛是雪亮的），得到：
其中第三步到第四步使用了下面替换。
这时候为求最大值，对L(θ)对θ求导，得到：
然后我们令该导数为0，即可求出最优解。但是这个方程是无法解析求解（这里就不证明了）。
最后问题变成了，求解参数使方程L最大化，求解参数的方法梯度上升法（原理这里不解释了，看详细的代码的计算方式应该更容易理解些）。
根据这个转换公式
我们代入参数和特征，求P，也就是发生1的概率。
上面这个也就是常提及的sigmoid函数，俗称激活函数，最后用于分类（若P(y=1|x;Θ )大于0.5，则判定为1）。
下面是详细的逻辑回归代码，代码比较简单，主要是要理解上面的算法思想。个人建议，可以结合代码看一步一步怎么算的，然后对比上面推导公式，可以让人更加容易理解，并加深印象。
from numpy import *
filename='...\\testSet.txt'
def loadDataSet(): dataMat = []labelMat = []fr = open(filename)for line in fr.readlines():lineArr = line.strip().split()dataMat.append([1.0, float(lineArr[0]), float(lineArr[1])]) labelMat.append(int(lineArr[2]))return dataMat,labelMatdef sigmoid(inX): return 1.0/(1+exp(-inX))def gradAscent(dataMat, labelMat): dataMatrix=mat(dataMat) classLabels=mat(labelMat).transpose() m,n = shape(dataMatrix)alpha = 0.001 maxCycles = 500 weights = ones((n,1)) for k in range(maxCycles):h = sigmoid(dataMatrix*weights)error = (classLabels - h) weights = weights + alpha * dataMatrix.transpose()* error return weightsdef stocGradAscent0(dataMat, labelMat): dataMatrix=mat(dataMat)classLabels=labelMatm,n=shape(dataMatrix)alpha=0.01maxCycles = 500weights=ones((n,1))for k in range(maxCycles):for i in range(m): h = sigmoid(sum(dataMatrix[i] * weights))error = classLabels[i] - hweights = weights + alpha * error * dataMatrix[i].transpose()return weightsdef stocGradAscent1(dataMat, labelMat): dataMatrix=mat(dataMat)classLabels=labelMatm,n=shape(dataMatrix)weights=ones((n,1))maxCycles=500for j in range(maxCycles): dataIndex=[i for i in range(m)]for i in range(m): alpha=4/(1+j+i)+0.0001 randIndex=int(random.uniform(0,len(dataIndex))) h=sigmoid(sum(dataMatrix[randIndex]*weights))error=classLabels[randIndex]-hweights=weights+alpha*error*dataMatrix[randIndex].transpose()del(dataIndex[randIndex]) return weightsdef plotBestFit(weights): import matplotlib.pyplot as pltdataMat,labelMat=loadDataSet()dataArr = array(dataMat)n = shape(dataArr)[0]xcord1 = []; ycord1 = []xcord2 = []; ycord2 = []for i in range(n):if int(labelMat[i])== 1:xcord1.append(dataArr[i,1])ycord1.append(dataArr[i,2])else:xcord2.append(dataArr[i,1])ycord2.append(dataArr[i,2])fig = plt.figure()ax = fig.add_subplot(111)ax.scatter(xcord1, ycord1, s=30, c='red', marker='s')ax.scatter(xcord2, ycord2, s=30, c='green')x = arange(-3.0, 3.0, 0.1)y = (-weights[0]-weights[1]*x)/weights[2]ax.plot(x, y)plt.xlabel('X1')plt.ylabel('X2')plt.show()def main():dataMat, labelMat = loadDataSet()weights=gradAscent(dataMat, labelMat).getA()plotBestFit(weights)if __name__=='__main__':main()
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跑完代码结果：
当然，还可以换随机梯度上升和改进的随机梯度上升算法试试，效果都还不错。
下面是代码使用的数据，可以直接复制本地text里面，跑上面代码。
-0.017612 14.053064 0
-1.395634 4.662541 1
-0.752157 6.538620 0
-1.322371 7.152853 0
0.423363 11.054677 0
0.406704 7.067335 1
0.667394 12.741452 0
-2.460150 6.866805 1
0.569411 9.548755 0
-0.026632 10.427743 0
0.850433 6.920334 1
1.347183 13.175500 0
1.176813 3.167020 1
-1.781871 9.097953 0
-0.566606 5.749003 1
0.931635 1.589505 1
-0.024205 6.151823 1
-0.036453 2.690988 1
-0.196949 0.444165 1
1.014459 5.754399 1
1.985298 3.230619 1
-1.693453 -0.557540 1
-0.576525 11.778922 0
-0.346811 -1.678730 1
-2.124484 2.672471 1
1.217916 9.597015 0
-0.733928 9.098687 0
-3.642001 -1.618087 1
0.315985 3.523953 1
1.416614 9.619232 0
-0.386323 3.989286 1
0.556921 8.294984 1
1.224863 11.587360 0
-1.347803 -2.406051 1
1.196604 4.951851 1
0.275221 9.543647 0
0.470575 9.332488 0
-1.889567 9.542662 0
-1.527893 12.150579 0
-1.185247 11.309318 0
-0.445678 3.297303 1
1.042222 6.105155 1
-0.618787 10.320986 0
1.152083 0.548467 1
0.828534 2.676045 1
-1.237728 10.549033 0
-0.683565 -2.166125 1
0.229456 5.921938 1
-0.959885 11.555336 0
0.492911 10.993324 0
0.184992 8.721488 0
-0.355715 10.325976 0
-0.397822 8.058397 0
0.824839 13.730343 0
1.507278 5.027866 1
0.099671 6.835839 1
-0.344008 10.717485 0
1.785928 7.718645 1
-0.918801 11.560217 0
-0.364009 4.747300 1
-0.841722 4.119083 1
0.490426 1.960539 1
-0.007194 9.075792 0
0.356107 12.447863 0
0.342578 12.281162 0
-0.810823 -1.466018 1
2.530777 6.476801 1
1.296683 11.607559 0
0.475487 12.040035 0
-0.783277 11.009725 0
0.074798 11.023650 0
-1.337472 0.468339 1
-0.102781 13.763651 0
-0.147324 2.874846 1
0.518389 9.887035 0
1.015399 7.571882 0
-1.658086 -0.027255 1
1.319944 2.171228 1
2.056216 5.019981 1
-0.851633 4.375691 1
-1.510047 6.061992 0
-1.076637 -3.181888 1
1.821096 10.283990 0
3.010150 8.401766 1
-1.099458 1.688274 1
-0.834872 -1.733869 1
-0.846637 3.849075 1
1.400102 12.628781 0
1.752842 5.468166 1
0.078557 0.059736 1
0.089392 -0.715300 1
1.825662 12.693808 0
0.197445 9.744638 0
0.126117 0.922311 1
-0.679797 1.220530 1
0.677983 2.556666 1
0.761349 10.693862 0
-2.168791 0.143632 1
1.388610 9.341997 0
0.317029 14.739025 0
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参考：
- http://blog.csdn.net/zouxy09/article/details/20319673
- Machine Learning in Action
- 统计学习方法
