數(shù)據(jù)分析中常見的七種回歸分析以及R語言實現(xiàn)（一）--簡單線性模型

剛剛學習數(shù)據(jù)分析的人應該知道回歸分析是作為預測用的一種模型，它主要是通過函數(shù)來表達因變量（連續(xù)值）和自變量變量的關系，通俗的來說就是Y和X的關系通過公式表達出來；這樣能夠表明因變量和自變量之間的顯著關系并且是函數(shù)關系，還可以表明多個自變量對一個因變量的影響強度，回歸分析主要運用在預測分析上，雖然說是預測，但是有時候我們的回歸模型只是被用來解釋現(xiàn)場，并不需要去預測，例如，科學家猜想人的體重和某種特定的食物消耗有關；

1、線性回歸

在古典的線性回歸模型中是要滿足幾個假定：

A假設自變量和因變量存在線性關系，具體的說就是假設因變量Y，是一些自變量X1，X2，..,XN的一個線性函數(shù)它的表達式

B零均值假定，就是假定回歸線通過X與Y的條件均值組成的點；

C同方差假定，就是各個隨機誤差項的離散程度是相同的，也就是說對于每個X，隨機項相對均值的分散程度是相同

D無自相關，就是隨機擾動項之間是互不相關的，互補影響，也就是說隨機擾動項是完全隨機分布的

E因變量和擾動項是完全不相關的假定；

F擾動項正態(tài)性假定，就是假定擾動項服從均值為零，方差為司格馬的正太分布 

其中回歸模型的表達式寫法如下

其中e是隨機擾動項，也有寫法是這樣，Y=a+bX+e，其中a是截距項，b是斜率，e是隨機擾動項；  

參數(shù)最優(yōu)---最小二乘法

竟然存在參數(shù)，那么如何獲取到最佳的參數(shù)呢，簡單線性模型使用的普通最小二乘法，這里就不寫明寫詳細步驟了，這個可以利用搜索引擎查的得到，我就說說它的主要思想就好，因為我們在擬合過程的時候我們要使回歸線盡量靠近所有的樣本點，這時候我們就要使它們殘差盡量小，因為殘差是有負有正，所以我們就采用平方去處理，采用平方和最小原則，通過求導，使其導數(shù)為零，求解得到最優(yōu)的參數(shù)，這樣就能夠使回歸模型應該使所有觀察值的殘差平方和最??；大致就是這樣，文字描述有些吃力，有什么問題可以評論一起交流

R語言實踐

這里我使用的我最近讀和做筆記的R語言核心技術手冊的包nutshell中的team.batting.00to08數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)是2000年到2008年棒球隊的數(shù)據(jù)，我們想要看看棒球隊的得分和每個變量的關系；

載入數(shù)據(jù)

library(nutshell)

data("team.batting.00to08")

查看數(shù)據(jù)的前六行

這就說明了數(shù)據(jù)已經(jīng)被我們完全的載入進來了，也知道有多少個變量以及變量的名字，這時候我們要大體的知道一下大體的概括，這時候使用的summary()函數(shù)

summary(team.batting.00to08)

在棒球中RUNS就是球隊的得分，時間是從2000年到2008年等

這時候想看看各個變量之間相關性如何

，粗劣的使用cor函數(shù)得到它們之間的相關系數(shù)矩陣，因為數(shù)據(jù)框存在字符，所以我們要提出第一第二列

cor(team.batting.00to08[,3:10])

大致可以判斷的出來得分和跑動距離和全壘打（homerus）相關系數(shù)較大；

這里我們經(jīng)常使用R語言里面的Lm函數(shù)去擬合以上變量，然后得到模型，然后使用summary()函數(shù)打印更多關于模型的信息

runs.lm <- lm(runs~singles+doubles+triples+homeruns+walks+hitbypitch+sacrificeflies+stolenbases+caughtstealing,data=team.batting.00to08)

summary(runs.lm)

從上圖結果可以知道，R的可決系數(shù)是0.9114，模型F值較大，通過顯著性檢驗，其中變量caughtstealing和stolenbases和runs不顯著的關系，這個需要剔除；

我們可以手動剔除也可以使用step函數(shù)自動剔除

runs.lm_a <- lm(runs~singles+doubles+triples+homeruns+walks+hitbypitch+sacrificeflies,data=team.batting.00to08)

runs.lm_b<-step(runs.lm)

這個就講到這里，這個下面幾篇文章會講到用什么方法得到這樣的結果

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