分类和回归是监督学习中两种主要的任务类型,它们在输出类型、应用场景、模型选择、损失函数及评估指标等方面存在显著差异。以下是对两者的详细对比:
1. 输出类型
分类:预测离散的类别标签。例如:
二分类:垃圾邮件检测(是/否)。
多分类:手写数字识别(0-9)。
回归:预测连续的数值。例如:
房价预测(如100.5万元)、温度预测(如25.3℃)。
2. 应用场景
分类适用于需要明确类别划分的任务,如疾病诊断(阳性/阴性)、图像识别(猫/狗)。
回归适用于需要数值预测的任务,如股票价格趋势、销售额预测。
3. 模型选择
分类常用模型:
逻辑回归(尽管名称含“回归”,实为分类模型)、支持向量机(SVM)、决策树、随机森林、神经网络(Softmax输出层)。
回归常用模型:
线性回归、多项式回归、决策树回归、随机森林回归、神经网络(线性输出层)。
两者兼用模型:
决策树(通过调整输出类型)、神经网络(通过调整输出层结构)。
4. 损失函数
分类:
交叉熵损失(Cross-Entropy Loss):衡量预测概率分布与真实标签的差异。
对数损失(Log Loss):常用于逻辑回归。
回归:
均方误差(MSE):放大大误差的影响。
平均绝对误差(MAE):对异常值更鲁棒。
5. 评估指标
分类:
准确率(Accuracy)、精确率(Precision)、召回率(Recall)、F1分数(平衡精确率与召回率)、AUC-ROC曲线(衡量排序能力)。
回归:
均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、R²分数(解释方差的比例)。
6. 输出处理
分类:
通常输出概率分布(如逻辑回归的Sigmoid函数、多分类的Softmax函数),取最大概率类别为预测结果。
回归:
直接输出连续值,无需概率转换。
7. 边界情况与转换
概率预测:逻辑回归输出概率(连续值),但最终通过阈值(如0.5)离散化为类别。
有序分类:如年龄段划分,可视为分类或回归(保留顺序信息时可能用回归模型)。
离散化处理:将回归问题转为分类(如将温度分为“高/中/低”),但可能导致信息损失。
总结
理解两者差异有助于根据任务目标选择合适的模型和方法。实际应用中,可能需灵活转换(如将回归结果分箱为类别),但需权衡信息损失与任务需求。