统计学习方法（第二版）习题解答

  李航老师的《统计学习方法》是机器学习领域的经典入门教材之一。
  本书分为监督学习和无监督学习两篇，全面系统地介绍了统计学习的主要方法。包括感知机、k近邻法、朴素贝叶斯法、决策树、逻辑斯谛回归与最大熵模型、支持向量机、提升方法、EM算法、隐马尔可夫模型和条件随机场，以及聚类方法、奇异值分解、主成分分析、潜在语义分析、概率潜在语义分析、马尔科夫链蒙特卡罗法、潜在狄利克雷分配和PageRank算法等。本书通过第1章、第12章、第13章、第22章进行总结，其余每章都介绍一种统计学习方法。叙述从具体问题或实例入手，由浅入深，阐明思路，给出必要的数学推导，便于读者掌握统计学习方法的实质，学会运用。为满足读者进一步学习的需要，书中还介绍了一些相关研究，给出了少量习题，列出了主要参考文献。

使用说明

  统计学习方法习题解答，主要完成了该书的前11章习题，并提供代码和运行之后的截图，里面的内容是以统计学习方法的内容为前置知识，该习题解答的最佳使用方法是以李航老师的《统计学习方法》为主线，并尝试完成课后习题，如果遇到不会的，再来查阅习题解答。
  如果觉得解答不详细，可以点击这里提交你希望补充推导或者习题编号，我们看到后会尽快进行补充。

在线阅读地址

在线阅读地址：https://datawhalechina.github.io/statistical-learning-method-solutions-manual

目录

• 第1章 统计学习方法概论
• 第2章 感知机
• 第3章 k近邻法
• 第4章 朴素贝叶斯法
• 第5章 决策树
• 第6章 Logistic回归与最大熵模型
• 第7章 支持向量机
• 第8章 提升方法
• 第9章 EM算法及其推广
• 第10章 隐马尔可夫模型
• 第11章 条件随机场

选用的《统计学习方法》版本

书名：统计学习方法
作者：李航
出版社：清华大学出版社
版次：2019年5月第2版
勘误表：http://blog.sina.com.cn/s/blog_7ad48fee0102yjdu.html

参考文献

1. 李航《统计学习方法笔记》中的代码、notebook、参考文献、Errata
2. CART剪枝详解
3. CART剪枝算法详解

Notebook运行环境配置

1. Python版本
   请使用python3.7.X，如使用其他版本，requirements.txt中所列的依赖包可能不兼容。

2. 安装相关的依赖包

   pip install -r requirements.txt

3. 安装graphviz（用于展示决策树）
   可参考博客：https://blog.csdn.net/HNUCSEE_LJK/article/details/86772806

4. docsify框架运行

   docsify serve ./docs

协作规范

1. 由于习题解答中需要有程序和执行结果，采用jupyter notebook的格式进行编写（文件路径：notebook/notes），然后将其导出成markdown格式，再覆盖到docs对应的章节下。
2. 目前已完成前11章习题解答，需要进行全部解答校对。
3. 可按照Notebook运行环境配置，配置相关的运行环境。
4. 校对过程中，关于数学概念补充，尽量使用初学者（有高数基础）能理解的数学概念，如果涉及公式定理的推导和证明，可附上参考链接。
5. 当前进度

章节号	标题	进度	负责人	审核人
1	统计学习方法概论	已完成	胡锐锋、毛鹏志	王维嘉、毛鹏志、范佳慧
2	感知机	已完成	胡锐锋	毛鹏志、范佳慧、王天富、王茸茸
3	k近邻法	已完成	胡锐锋	王维嘉、毛鹏志、王茸茸
4	朴素贝叶斯法	已完成	胡锐锋、王维嘉	王瀚翀、王天富、王茸茸
5	决策树	已完成	胡锐锋、王维嘉	王瀚翀、王天富、王茸茸
6	Logistic回归与最大熵模型	已完成	胡锐锋	毛鹏志、范佳慧、王瀚翀
7	支持向量机	已完成	胡锐锋、王茸茸	王维嘉、王瀚翀、王天富
8	提升方法	已完成	胡锐锋、王茸茸	王维嘉、毛鹏志、王瀚翀
9	EM算法及其推广	已完成	胡锐锋	毛鹏志、范佳慧、王瀚翀、王茸茸
10	隐马尔可夫模型	已完成	胡锐锋、王瀚翀	王维嘉、范佳慧、王天富、王茸茸
11	条件随机场	已完成	胡锐锋、王瀚翀	王维嘉、范佳慧、王天富

主要贡献者

@胡锐锋-天国之影-Relph
@王维嘉-king-vega
@王茸茸-CiCi-futurewq
@王瀚翀-MSQ-ERIC
@毛鹏志

项目结构

codes----------------------------------------------习题代码
|   +---ch02---------------------------------------第2章习题解答代码
|   |   +---perceptron.py--------------------------习题2.2（构建从训练数据求解感知机模型的例子）
|   +---ch03---------------------------------------第3章习题解答代码
|   |   +---k_neighbors_classifier.py--------------习题3.1（k近邻算法关于k值的模型比较）
|   |   +---kd_tree_demo.py------------------------习题3.2（kd树的构建与求最近邻点）
|   |   +---my_kd_tree.py--------------------------习题3.3（用kd树的k邻近搜索算法）
|   +---ch05---------------------------------------第5章习题解答代码
|   |   +---k_neighbors_classifier.py--------------习题5.1（调用sklearn的DecisionTreeClassifier类使用C4.5算法生成决策树）
|   |   +---my_decision_tree.py--------------------习题5.1（自编程实现C4.5生成算法）
|   |   +---my_least_squares_regression_tree.py----习题5.2（最小二乘回归树生成算法）
|   +---ch06---------------------------------------第6章习题解答代码
|   |   +---my_logistic_regression.py--------------习题6.2（实现Logistic回归模型学习的梯度下降法）
|   |   +---maxent_dfp.py--------------------------习题6.3（最大熵模型学习的DFP算法）
|   +---ch07---------------------------------------第7章习题解答代码
|   |   +---svm_demo.py----------------------------习题7.2（根据题目中的数据训练SVM模型，并在图中画出分离超平面、间隔边界及支持向量）
|   +---ch08---------------------------------------第8章习题解答代码
|   |   +---adaboost_demo.py-----------------------习题8.1（使用sklearn的AdaBoostClassifier分类器实现）
|   |   +---my_adaboost.py-------------------------习题8.1（自编程实现AdaBoost算法）
|   +---ch09---------------------------------------第9章习题解答代码
|   |   +---three_coin_EM.py-----------------------习题9.1（三硬币模型的EM算法）
|   |   +---gmm_demo.py----------------------------习题9.3（使用GaussianMixture求解两个分量高斯混合模型的6个参数）
|   |   +---my_gmm.py------------------------------习题9.3（自编程实现求两个分量的高斯混合模型的5个参数）
|   +---ch10---------------------------------------第10章习题解答代码
|   |   +---hidden_markov_backward.py--------------习题10.1（隐马尔可夫模型的后向算法）
|   |   +---hidden_markov_forward_backward.py------习题10.2（隐马尔可夫模型的前向后向算法）
|   |   +---hidden_markov_viterbi.py---------------习题10.3（隐马尔可夫模型的维特比算法）
|   +---ch11---------------------------------------第11章习题解答代码
|   |   +---crf_matrix.py--------------------------习题11.4（使用条件随机场矩阵形式，计算所有路径状态序列的概率及概率最大的状态序列）
docs---------------------------------------习题解答
notebook-----------------------------------习题解答JupyterNotebook格式
requirements.txt---------------------------运行环境依赖包

感谢

1. 感谢毛鹏志同学，完善了第1章习题1.1和第2章习题2.3的解答修订
2. 感谢耿远昊同学，指出了第7章习题7.4的解答问题，并完善了该题的解答

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