-- How to Win a Data Science Competition: Learn from Top Kagglers课堂笔记

目前竞赛中（其实也是常规实际问题）的主流算法有四大门类： Linear, Tree-based, kNN 以及 Neural Networks 下面分别简单介绍一下：

Linear相关模型

假设我们有两组点， 灰色点属于一类，绿色点属于另一类，如上图所示， 那么我们可以很方便的拟合条直线将之区分为两类，落在右上方的为A 落在左下方的为B。

上述是两维的情况， 这种思路还可可以拓展到高维空间， 这个时候分界展现形式就可能是一个平面而非直线了， 具体算法比如Logistic Regression 以及SVM。

Linear相关模型非常适用于稀疏高维数据的分类。不过也有很多数据没有那么容易用Linear区分，比如下面这种“环”数据：

在应用过程中你不必从头实现Linear算法，各种现成的库可以在Scikit-learn或者 Vowpal Wabbit找到， 后者专门用于处理大型数据集。

Tree-based模型

Tree-based(决策树)模型通常是作为构建复杂模型的一个基础模型。类似于线性模型，我们假设有两组数据点，我们尝试用一条平行于坐标轴的直线将之分开

现在我们得到了两片区域，上面这片区域是灰色点的概率为1， 下面这片是灰色的概率为0.2 。 那么上面空间不用再拆分了，我们继续画一条直线拆分下面这片区域

这样我们得到左下区域的灰色概率为0， 剩余区域灰色概率为1。这个过程就是决策树工作的典型过程， 简单来讲就是使用分治的策略不断划分子空间直到不可再划分为止。

决策树算法的策略简单但是非常有效，其有两个最有名的变形分别是随机森林（Random Forest）和梯度提升决策树（Gradient Boost Decision Trees, GBDT）。决策树及其变形在Kaggle竞赛中应用极为广泛，不夸张的说几乎所有表格数据相关的竞赛其冠军方案都使用了这种策略。

不过决策树也不是万能的，在很多有明显线性依赖关系的数据集上，决策树表现要比线性模型要差很多，因为为了分割空间其需要生成大量树分岔，而且在决策边界也可能会变得不准确。

对于基本的决策树和Random Forest，我们依然可以在Scikit-learn或者 Vowpal Wabbit中找到其实现，对于GBDT有两个主流的实现分别是 XGBoost和LightGBM

k-NN

k-NN 是 k-Nearest 即K 邻近算法的缩写，我们还是从分类预测问题入手，类似的，我们希望预测下图中带问好的这个点的分类

Screenshot from 2019-07-03 10-36-52.png

我们做一个假设， 即彼此接近的点可能会有相同的标签，因此我们希望能找到距离目标点相近的点，并把这个点的标签作为目标点的标签，因此某个点属于那个分类是由其邻居“投票”决定的。这个寻找过程就是邻近算法的基本思路。如果我们再拓展到k 个目标找其邻近的点，那么这个算法就会产出k个分类, 也就是k-NN算法。

尽管K-NN思路简单，但是却是竞赛中非常常用的一种前期处理思路。类似于前面两个模型，k-NN的实现也可以在Scikit-learn或者 Vowpal Wabbit中找到。

Neural Networks(NN)

NN是近几年耀眼的明星，这其实不是一个算法，而是一类特殊的机器学习模型，直观来讲，NN 类似于一个黑盒，与决策树不同，NN 可以生成一个平滑的分割曲线，在一些特定问题如图像、声音、文本和序列上，NN都取得了革命性的进步。NN的具体原理是需要专门系统学习的，但是你可以在 https://playground.tensorflow.org/获得一个直观的认识

https://playground.tensorflow.org/
实现NN的软件包非常多，主流的有Tensorflow, Keras, Pytorch, Mxnet 。其中Keras是对Tensorflow的易用化封装， Pytorch近来由于其定义网络的灵活性受到越来越多资深Kaggler的青睐。

One more thing

Here is no method which outperforms all others for all tasks
没有银弹

没有一种方法可以适用于所有数据，每种方法都限定与其适用的数据类型假设。通常我们看到大多数竞赛题目上，GBDT 和 NN 方法都表现良好，但并不能因此低估其他比如Linear和K-NN方法，在某些问题上后者可能表现更好,比如这个结合了逻辑回归和随机森林算法的方案，得分超过了CNN获得了第一（http://blog.kaggle.com/2017/03/24/leaf-classification-competition-1st-place-winners-interview-ivan-sosnovik/
）

Next...

Kaggle 参赛指南（三） —— 特征预处理
开始步入硬核，敬请期待。。