逻辑回归(Logistic Regression)

逻辑回归是一种分类算法,尽管名字中有”回归”,但它主要用于解决二分类问题(也可以扩展到多分类)。

核心思想

  • 将线性回归的输出值,通过一个Sigmoid函数映射到 (0, 1) 区间
  • 输出值表示样本属于某一类别的概率
  • 当概率 ≥ 0.5 时预测为正类,否则为负类

数学公式

z = w₁x₁ + w₂x₂ + ... + wₙxₙ + b    (线性组合)

h(z) = 1 / (1 + e^(-z))               (Sigmoid函数)

P(y=1|x) = h(z)                       (输出概率)
要素 说明
Sigmoid函数 将所有实数映射到 (0, 1),形成概率
决策边界 z = 0(即 h(z) = 0.5)时为分类分界线
损失函数 对数损失(Log Loss),不同于回归的 MSE

2.为什么用逻辑回归而不是线性回归?

对比项 线性回归 逻辑回归
输出范围 (-∞, +∞) (0, 1)
适用任务 回归预测 分类
损失函数 MSE 对数损失
激活函数 Sigmoid

3.应用场景

1. 二分类场景

领域 应用示例 说明
金融 信用评分、贷款违约预测 预测用户是否会违约
医疗 疾病诊断(患病/健康) 基于症状、检查指标预测患病概率
营销 用户购买预测、客户流失预测 预测用户是否会购买产品或流失
风控 欺诈检测 识别交易是否为欺诈
广告 点击率预测(CTR) 预测用户是否会点击广告

2. 扩展场景

  • 多分类逻辑回归:使用 Softmax 函数扩展到多个类别
  • 排序问题:结合 Pairwise、Listwise 方法用于信息检索、推荐系统

4.优缺点

优点 缺点
实现简单,计算效率高 对非线性问题拟合能力弱
输出具有概率意义,可解释性强 需要特征工程处理非线性关系
训练速度快,适合大规模数据 对异常值敏感
可作为基线模型 假设特征与log-odds呈线性关系