このチャレンジでは、前処理済みの**penguins dataset**を使用して、train-test splitとクロスバリデーションの両方でモデルを構築し評価します。

以下の関数が役立ちます：

* `cross_val_score()`の`sklearn.model_selection`；
* `train_test_split()`の`sklearn.model_selection`；
* モデルの`.fit()`および`.score()`メソッド。


import unittest
import pandas as pd
import numpy as np

def _dynamic_test(test_case, condition, success_message, failure_message):
    if condition:
        test_case._testMethodName = success_message
        test_case.assertTrue(True, success_message)
    else:
        test_case._testMethodName = failure_message
        test_case.fail(failure_message)

class TestKNNWithCVAndSplit(unittest.TestCase):

    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        cls.df = pd.read_csv(
            'https://codefinity-content-media.s3.eu-west-1.amazonaws.com/a65bbc96-309e-4df9-a790-a1eb8c815a1c/penguins_pipelined.csv'
        )
        cls.X, cls.y = cls.df.drop('species', axis=1), cls.df['species']
        import user_code
        cls.uc = user_code  # Ð¾ÑÑÐºÑÑÑÑÑÑ: model, scores, X_train, X_test, y_train, y_test

    def test_model_is_knn_with_4_neighbors(self):
        from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
        uc = self.uc
        cond = isinstance(getattr(uc, 'model', None), KNeighborsClassifier) and \
               getattr(uc.model, 'n_neighbors', None) == 4
        _dynamic_test(
            self,
            cond,
            "Model is KNeighborsClassifier with n_neighbors=4",
            "Model must be KNeighborsClassifier with n_neighbors=4"
        )

    def test_cross_val_scores_len_and_cv3(self):
        # ÐÐµÑÐµÐ²ÑÑÑÑÐ¼Ð¾, ÑÐ¾ Ð¾ÑÑÐ¸Ð¼Ð°Ð½Ð¾ ÑÑÐ²Ð½Ð¾ 3 Ð¾ÑÑÐ½ÐºÐ¸ Ñ Ð²Ð¾Ð½Ð¸ ÑÑÐ¼ÑÑÐ½Ñ Ð· cv=3 Ð´Ð»Ñ 4-NN
        from sklearn.model_selection import cross_val_score
        from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
        uc = self.uc
        scores = getattr(uc, 'scores', None)
        try:
            ok_len = hasattr(scores, '__len__') and len(scores) == 3
            ref = cross_val_score(KNeighborsClassifier(n_neighbors=4), self.X, self.y, cv=3)
            ok_mean_close = np.isfinite(np.mean(scores)).item() and np.isclose(np.mean(scores), np.mean(ref), rtol=0, atol=1e-6)
            cond = ok_len and ok_mean_close
        except Exception:
            cond = False
        _dynamic_test(
            self,
            cond,
            "Cross-validation produced 3-fold scores with cv=3",
            "Cross-validation must use cv=3 and produce 3 scores"
        )

    def test_train_test_split_shapes(self):
        uc = self.uc
        has_vars = all(hasattr(uc, name) for name in ['X_train', 'X_test', 'y_train', 'y_test'])
        if has_vars:
            n_total = len(self.X)
            n_test = len(uc.X_test)
            # ÐÐ¾Ð¿ÑÑÐºÐ°ÑÐ¼Ð¾ Ð¿Ð¾ÑÐ¸Ð±ÐºÑ Ð¾ÐºÑÑÐ³Ð»ÐµÐ½Ð½Ñ Ð¿ÑÐ¸ test_size=0.33
            expected_test = int(round(0.33 * n_total))
            cond = uc.X_train.shape[0] + uc.X_test.shape[0] == n_total and \
                   uc.y_train.shape[0] + uc.y_test.shape[0] == n_total and \
                   abs(n_test - expected_test) <= 2
        else:
            cond = False
        _dynamic_test(
            self,
            cond,
            "Data was split into train and test with approximately 33% for test",
            "Data must be split into train and test with approximately 33% for test"
        )

    def test_model_fitted_and_predicts_on_test(self):
        uc = self.uc
        try:
            y_pred = uc.model.predict(uc.X_test)
            cond = isinstance(y_pred, (np.ndarray, list)) and len(y_pred) == len(uc.y_test)
        except Exception:
            cond = False
        _dynamic_test(
            self,
            cond,
            "Model is fitted and can predict on X_test",
            "Model must be fitted and able to predict on X_test"
        )

    def test_test_score_available(self):
        uc = self.uc
        try:
            score = uc.model.score(uc.X_test, uc.y_test)
            cond = isinstance(score, (float, np.floating)) and np.isfinite(score)
        except Exception:
            cond = False
        _dynamic_test(
            self,
            cond,
            "Test score is available via model.score(X_test, y_test)",
            "Test score must be computed via model.score(X_test, y_test)"
        )

if __name__ == "__main__":
    unittest.main()


test_code.py

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機械学習の概念とMLプロジェクトのワークフローについて学習します。

前処理は、MLプロジェクトにおいて最も重要な段階の一つです。本章では、ほぼすべてのデータセットに必要な前処理手順について解説します。

パイプラインは、すべての前処理ステップとモデルを組み合わせるための便利な方法です。パイプラインを使用することで、モデルの学習や利用がはるかに簡単になります。

モデリングはMLプロジェクトの中で最も楽しい段階です。モデルの構築、チューニング、評価方法を学びましょう。

チャレンジ：交差検証によるモデルの評価

解答