机器学习 · 课程期末项目

机器学习甜品屋

把 11 个核心算法做成「可以拧旋钮的甜品柜台」:模型评估、回归、分类、神经网络、SVM、贝叶斯、集成、聚类、降维、KNN——每个算法都手写实现,每个参数都能现场调,每一步计算都在你的浏览器里发生。

从模型评估开始 看学习路线 0 依赖 · 离线可用
交互演示11 个 · 手写实现
测验题库52 题 · 三档难度
术语速查35 词 · 可搜索
外部依赖0 · 完全离线

11 个主题,都能动手玩

每张卡片列出该主题必须掌握的核心知识点;页面底部的「知识点拆解」讲得更细,看完演示再回来自测。

01 评估工具

模型评估

混淆矩阵与 Accuracy / Precision / Recall / F1 实时联动,阈值滑块一拖就变,ROC 曲线现场扫出来,5 折交叉验证真的重新训练 5 次。

  • 混淆矩阵四格:TP / FP / FN / TN 是一切指标的原料
  • Precision 与 Recall 的拉扯,F1 如何折中
  • ROC / AUC 为什么与阈值无关
  • 交叉验证:为什么单次划分会骗人
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02 监督学习

线性回归

手动拧 w 和 b 看残差变化,一键切换 OLS 闭式最优解,再用梯度下降自己爬下去——三种拟合同框对比。

  • MSE 损失与最小二乘法的闭式解
  • 系数解释:w 是边际效应,b 是起点
  • 梯度下降三要素:梯度、学习率、迭代
  • 学习率过大 → 损失发散(现场可复现)
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03 监督学习

Logistic 回归

Sigmoid 把线性分数压成概率,对数损失驱动训练,决策边界实时移动。

  • Sigmoid 与对数几率 log(p/(1−p))
  • 交叉熵损失 vs MSE
  • 决策边界恒为直线的原因
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04 监督学习

决策树

每按一次「单步构建」,树就挑当前信息增益最大的问题问一次,分裂全程可见。

  • 信息熵:混乱度的数学定义
  • 信息增益 = 分裂前后的熵差
  • 深度即复杂度:欠拟合与过拟合的分界
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05 监督学习

神经网络

隐藏层宽度、Tanh / ReLU / Sigmoid 都能换,看着决策区域被反向传播一点点「揉」出来。

  • 前向传播:线性变换 + 非线性激活
  • 反向传播与链式法则
  • 为什么激活函数必须是线性的反义词
  • 万能近似:宽度与深度的角色
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06 监督学习

支持向量机

线性核亮出间隔带与支持向量,多项式核把弯弯曲曲的边界画出来。

  • 最大间隔:离两类都远的直线才稳
  • 软间隔与惩罚系数 C
  • 核技巧:不升维也能画曲线
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07 监督学习

朴素贝叶斯

先验 × 似然 → 后验,每一步概率都在面板上算给你看。

  • 贝叶斯定理与生成式视角
  • 条件独立假设:朴素但不幼稚
  • 高斯似然与光滑的决策区域
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08 监督学习

集成学习

一堆只会横平竖直切一刀的树桩,投票或加权之后居然能围出圆圈。

  • Bagging:自助采样 + 投票,主降方差
  • Boosting:串行纠错,主降偏差
  • 基学习器的「好而不同」
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09 无监督学习

聚类分析

点击画布加数据点,逐轮看质心搬家,SSE 实时可读。

  • Lloyd 迭代:分配 ↔ 更新两步交替
  • SSE 与肘部法则
  • 初值敏感:只保证局部最优
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10 分析工具

降维技术

四维鸢尾花压到二维平面,方差解释率条形图告诉你信息保留了多少。

  • 主成分 = 方差最大的方向
  • 协方差矩阵的特征分解
  • 标准化:量纲决定谁的方差说了算
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+ 附赠

KNN 分类

150 条真实鸢尾花数据上的 K 近邻投票,留一法准确率现场计算。

  • 惰性学习:没有训练环节
  • K 的性格:小了敏感、大了平滑
  • 标准化决定距离谁说了算
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… 敬请期待

更多算法在路上

强化学习、GNN、Transformer 可视化都会以同样的「可拧旋钮」标准加入。已收录主题里的进阶话题(正则化 L1/L2、AdaBoost 数学推导、DBSCAN、t-SNE 对比)正在扩写。

即将上线

一条马卡龙学习路线

第一次接触机器学习?按这个顺序走,每一站都只需用到之前的知识。已经学过的可以直接跳到薄弱环节。

  1. 01
    先会打分:模型评估 学算法之前先学「怎么判断好坏」——混淆矩阵、四项指标、ROC 与交叉验证,后面每个演示都会用到这套语言。
  2. 02
    回归的直线路径:线性回归 用最小二乘拟合一条线,亲手拧出「过拟合」的直觉,再让梯度下降演示机器究竟是怎么「学」的。
  3. 03
    从回归到分类:Logistic 回归 Sigmoid 一套,回归秒变分类器;决策边界、对数损失、概率输出——它是神经网络最后一层的原型。
  4. 04
    会拐弯的边界:树、网络、SVM 线性模型画不出的形状,交给决策树的轴平行切割、神经网络的非线性激活、SVM 的核技巧——三种思路同场竞技。
  5. 05
    概率的另一双眼睛:朴素贝叶斯 换生成式视角看分类:先验 × 似然 → 后验,「朴素」的独立假设换来了惊人的效率。
  6. 06
    团队作战与无监督:集成、聚类、降维 单个模型不够强就组队(Bagging / Boosting);没有标签就自己发现结构(K-Means);维度太高就压缩信息(PCA)。
  7. 07
    收尾:KNN 与全套自测 用最「懒」的 KNN 收个尾,然后闯关答题 + 术语配对检验成果,最后读一遍实验报告把线索串起来。

知识全景图

这些概念串起了全部演示。先混个眼熟——每个词都会在对应页面里被掰开揉碎地讲一遍。

监督学习

三大学派

判别式直接学边界(Logistic、SVM、神经网络);生成式先建模数据分布(朴素贝叶斯);惰性学习干脆不训练(KNN)。同一份数据,三种世界观。

核心矛盾

偏差 vs 方差

模型太简单 → 欠拟合(偏差大);模型太复杂 → 过拟合(方差大)。树的深度、网络的宽度、SVM 的 C、KNN 的 K,全是在这对矛盾上拧旋钮。

优化引擎

损失与梯度

所有「训练」都是同一件事:定义损失 → 算梯度 → 反方向一小步。MSE、交叉熵、铰链损失只是外衣,梯度下降才是引擎,学习率决定油门。

数据语言

特征与标准化

特征决定模型上限。量纲不一致时距离被大数值特征垄断(KNN、PCA、SVM 都要先 z-score);「垃圾进,垃圾出」说的就是这一步。

评估纪律

别骗自己

在训练数据上考模型等于泄题。留出集、K 折交叉验证、留一法——评估方法的严格程度,决定了指标的可信程度。

入门工具

从哪入手

先玩「线性回归」找到手感(拧 w、b + 看损失),再按学习路线走完全部 7 站;卡壳时回「术语速查」查概念,或到测验页刷对应主题的题。

边玩边学,把知识练成手感

看完演示不过瘾?两个小游戏 + 一份术语速查帮你自测——答错有讲解,配对能补课,速查随翻随用。

接着上次,继续向前走

本机记住了你最近打开的演示页和连续学习天数——回来了就从这里接着玩。

还没有学习记录 先打开任意一个演示页,下次回首页就有「继续上次」快捷入口了。
从模型评估开始 →

我的学习进度

进度只保存在你自己的浏览器里——不联网、不上传、不追踪。逛过的演示会自动打卡。

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演示探索进度

打开任意演示页就会自动记录。