传统机器学习算法优缺点对比

一、线性回归

a、优点

1. 实现简单，计算高效
2. 可以处理连续值和离散值特征
3. 可以通过正则化控制模型复杂度

b、缺点

1. 对非线性关系拟合能力有限
2. 对异常值敏感,通常需要WOE编码
3. 对特征之间存在共线性时，结果可能不稳定

c、损失函数
均方误差（MSE）：loss(y, F) = (1/n) * Σ(y - F)^2

d、优化求解方法：
最小二乘法、梯度下降等

二、逻辑回归

a、优点

1. 应用广泛，可解释性强，特征量化能力强
2. 输出结果表示概率，部署极简单可通过sql实现
3. 可通过WOE编码提供非线性

b、缺点

1. 特征工程要求较高，容易过拟合，需添加惩罚项
2. 需要处理缺失值和异常值
3. 需要大量样本支持模型训练
c、损失函数
对数损失函数：loss(y, p) = -[y * log(p) + (1 - y) log(1 - p)]

d、优化求解方法：
梯度下降、牛顿法等

三、决策树
a、优点
1. 简单直观，具有可解释性
2. 可以处理离散型和连续型特征
3. 可以处理多输出问题

b、缺点
1. 容易产生过拟合
2. 对数据中的噪声比较敏感
3. 训练速度较慢
c、损失函数
基尼不纯度：Gini(p) = 1 - Σ(p_i^2)
信息熵：Entropy(p) = -Σ(p_i * log2(p_i))

d、优化求解方法：
根据特征切分数据集，通过信息增益或基尼不纯度进行判断

四、SVM

a、优点
1. 在高维空间中有效，对于非线性问题表现好
2. 可以通过核函数灵活适应不同数据结构
3. 可以处理高维特征空间，具有较好的泛化能力
b、缺点
1. 模型解释性较差
2. 对参数的选择比较敏感
3. 卡方核、多项式核，径向基函数(RBF)和sigmoid和函数选择难
c、损失函数
Hinge Loss：loss(y, f) = max(0, 1 - y*f)
d、优化求解方法：
根据支持向量确定超平面，通过凸优化求解

五、朴素贝叶斯

a、优点
1. 算法简单，速度快
2. 对缺失数据和噪声的鲁棒性较好

b、缺点
1. 对特征之间依赖关系敏感
2. 特征独立性假设条件难以满足
c、损失函数
各种不同的损失函数，如多项式分布、伯努利分布等
d、优化求解方法：
根据样本特征条件独立性假设，利用贝叶斯公式推导求解

六、Random Forest

a、优点
1. 具有较高的准确性
2. 对噪声和离群值具有一定鲁棒性
3. 能够评估变量的重要性
b、缺点
1. 模型解释性相对较差
2. 训练时间较长
3. 需要更多存储空间和内存

c、损失函数
不直接使用损失函数，通过集成多个决策树进行优化
d、优化求解方法：
通过自助采样构建每个决策树的训练集

七、GBDT
a、优点
1. 在处理非线性关系上表现良好
2. 可以处理连续值和离散值特征
3. 关注错分样本，精度比随机森林高
b、缺点
1. 容易过拟合，需调整参数多
2. 对于高维稀疏数据集不适用
3. 训练速度较慢

c、损失函数

MSE
交叉熵损失：
二分类时等价对数损失
多分类时等价Softmax损失函数
Softmax Loss(y, P) = -Σ(y * log(P))
泰勒一阶展开

d、优化求解方法：
梯度下降，通过拟合负梯度方向上的残差进行优化

八、XGBoost
a、优点
1. 结合了梯度提升算法和正则化技术
2. 支持并行计算和分布式训练
3. 使用了预排序技术和近似算法加速训练过程

b、缺点
1. 相对于传统的GBDT算法复杂度较高
2. 对超参数调整要求较高
3. 调参速度较慢如gridsearch
4. 防止过拟合需添加L1,L2正则项
c、损失函数
MSE
交叉熵损失
泰勒二阶展开

d、优化求解方法：