إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل
سيمرّر المتعلمون Pipeline إلى cross_val_score وGridSearchCV، باستخدام صيغة الشرطة السفلية المزدوجة لتحديد المعاملات الفائقة للخطوات الفردية.
إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل درس مجاني في Machine Learning Academy على CoddyKit. هذا هو الدرس 3 من أصل 4. يمكنك قراءة الدرس كاملاً أدناه مجاناً — ثم تمرن عليه مباشرة في المتصفح باستخدام محرر أكواد مدمج ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7. هذا الدرس جزء من مسار التعلم في Machine Learning Academy، وتقدمك يتزامن عبر الويب وتطبيق CoddyKit. تتضمن دورة Machine Learning Academy 4 دروس في المجموع.
بعض أجزاء هذا الدرس لم تُترجم بعد وتظهر باللغة الإنجليزية.
Why Grid-Search a Full Pipeline?
Hyperparameter tuning should always be combined with cross-validation to prevent overfitting the validation set. When your preprocessing steps have their own parameters (e.g., PCA's n_components, OneHotEncoder's drop), those must be tuned simultaneously with the model's parameters. Wrapping everything in a Pipeline and passing it to GridSearchCV ensures all of this is done correctly without leakage.
Passing a Pipeline to cross_val_score
The simplest way to evaluate a Pipeline fairly is cross_val_score(pipeline, X, y, cv=5). Each fold re-fits the entire pipeline — including scaler and classifier — on the training portion, then evaluates on the held-out fold. The mean and standard deviation of the returned array give you a reliable generalisation estimate.
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.model_selection import cross_val_score
from sklearn.datasets import load_wine
import numpy as np
X, y = load_wine(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([
('sc', StandardScaler()),
('lr', LogisticRegression(C=1.0, max_iter=300))
])
scores = cross_val_score(pipe, X, y, cv=5, scoring='accuracy')
print(f'CV accuracy: {np.mean(scores):.4f} +/- {np.std(scores):.4f}')Double-Underscore Notation for Pipeline Params
To reference a parameter of a named step inside the pipeline, use stepname__paramname. For nested structures like ColumnTransformer inside a Pipeline, chain the names: preprocessor__num__scaler__with_std. This convention is used both in set_params calls and in the param_grid dictionary passed to GridSearchCV.
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.svm import SVC
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('svm', SVC())])
# Print all tunable parameters
params = pipe.get_params()
for k, v in params.items():
print(f' {k}: {v}')Defining a param_grid for GridSearchCV
Create a dictionary where keys are pipeline parameter names (using double-underscore notation) and values are lists of candidates to try. GridSearchCV trains and evaluates the pipeline for every combination in the Cartesian product of all lists. The total number of fits equals len(combinations) * cv_folds.
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.datasets import load_wine
X, y = load_wine(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('svm', SVC())])
param_grid = {
'svm__C': [0.1, 1.0, 10.0, 100.0],
'svm__kernel': ['rbf', 'linear'],
'svm__gamma': ['scale', 'auto']
}
grid = GridSearchCV(pipe, param_grid, cv=5, n_jobs=-1, scoring='accuracy')
grid.fit(X, y)
print('Best params:', grid.best_params_)
print('Best CV score:', grid.best_score_.round(4))Tuning Preprocessor Parameters Too
You can include preprocessor parameters in the same grid. For example, tune n_components of a PCA step alongside the classifier's regularisation. This finds the optimal compression level and model complexity simultaneously, which is more rigorous than tuning them in separate steps.
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.datasets import load_digits
X, y = load_digits(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([
('sc', StandardScaler()),
('pca', PCA()),
('lr', LogisticRegression(max_iter=500))
])
param_grid = {
'pca__n_components': [10, 20, 30, 40],
'lr__C': [0.1, 1.0, 10.0]
}
grid = GridSearchCV(pipe, param_grid, cv=5, n_jobs=-1)
grid.fit(X, y)
print('Best:', grid.best_params_)
print('Score:', grid.best_score_.round(4))Inspecting GridSearchCV Results
The cv_results_ attribute is a dictionary (convertible to a DataFrame) containing mean test scores, standard deviations, and fit times for every hyperparameter combination. Inspecting this DataFrame helps you understand the performance landscape and identify whether the best result is significantly better than the second-best, or if many parameter combinations perform similarly.
import pandas as pd
results = pd.DataFrame(grid.cv_results_)
results_sorted = results.sort_values('rank_test_score')
print(results_sorted[['param_pca__n_components', 'param_lr__C',
'mean_test_score', 'std_test_score']].head(6).to_string())RandomizedSearchCV for Large Parameter Spaces
When the parameter space is large, GridSearchCV becomes computationally prohibitive. RandomizedSearchCV samples a fixed number of combinations at random (controlled by n_iter), often finding near-optimal results in a fraction of the time. Use scipy.stats distributions for continuous parameters to sample from a range rather than discrete values.
from sklearn.model_selection import RandomizedSearchCV
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.datasets import load_wine
from scipy.stats import loguniform, uniform
X, y = load_wine(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('svm', SVC())])
param_dist = {
'svm__C': loguniform(0.01, 100),
'svm__gamma': loguniform(1e-4, 1),
'svm__kernel': ['rbf', 'linear']
}
rs = RandomizedSearchCV(pipe, param_dist, n_iter=30, cv=5, random_state=42, n_jobs=-1)
rs.fit(X, y)
print('Best params:', rs.best_params_)
print('Best score:', rs.best_score_.round(4))Nested CV: Evaluation and Selection Together
Standard grid search with cross-validation slightly overfits the validation set — after choosing the best hyperparameters, you have implicitly used the validation data. Nested cross-validation solves this: the outer loop evaluates the tuned model's generalisation, the inner loop selects hyperparameters. The outer loop score is an unbiased estimate of the final model's true test performance.
from sklearn.model_selection import GridSearchCV, cross_val_score
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.datasets import load_iris
import numpy as np
X, y = load_iris(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('svm', SVC())])
param_grid = {'svm__C': [0.1, 1.0, 10.0], 'svm__gamma': ['scale', 'auto']}
inner_cv = GridSearchCV(pipe, param_grid, cv=5, n_jobs=-1)
# Outer CV evaluates the tuning procedure itself
outer_scores = cross_val_score(inner_cv, X, y, cv=5)
print(f'Nested CV score: {np.mean(outer_scores):.4f} +/- {np.std(outer_scores):.4f}')Using the Best Estimator
After GridSearchCV.fit, the best_estimator_ attribute is the pipeline re-fitted on the entire training dataset using the best hyperparameters. This is the model you should use for final predictions. You can call predict, predict_proba, or score on it directly.
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.model_selection import GridSearchCV, train_test_split
from sklearn.datasets import load_wine
X, y = load_wine(return_X_y=True)
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('svm', SVC())])
param_grid = {'svm__C': [0.1, 1.0, 10.0], 'svm__kernel': ['rbf', 'linear']}
grid = GridSearchCV(pipe, param_grid, cv=5, n_jobs=-1)
grid.fit(X_train, y_train)
best = grid.best_estimator_
print('Test accuracy:', best.score(X_test, y_test).round(4))Scoring Options in GridSearchCV
By default GridSearchCV uses the estimator's default score (accuracy for classifiers). You can specify any metric with the scoring parameter: 'roc_auc', 'f1', 'neg_mean_squared_error', or a custom scorer made with make_scorer. For imbalanced datasets, 'f1_macro' or 'roc_auc' are better choices than raw accuracy.
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.datasets import load_breast_cancer
X, y = load_breast_cancer(return_X_y=True)
pipe = Pipeline([('sc', StandardScaler()), ('lr', LogisticRegression(max_iter=300))])
param_grid = {'lr__C': [0.01, 0.1, 1.0, 10.0]}
grid = GridSearchCV(pipe, param_grid, cv=5, scoring='roc_auc', n_jobs=-1)
grid.fit(X, y)
print('Best C:', grid.best_params_)
print('Best ROC-AUC:', grid.best_score_.round(4))Saving the Best Pipeline
After grid search, save the best pipeline to disk. This single file contains the scaler (with its fitted means and variances), the PCA (with its components), and the classifier (with its weights) — everything needed to reproduce predictions on new data. Load it in production and call predict directly.
import joblib
# Save the best estimator
joblib.dump(grid.best_estimator_, '/tmp/best_pipeline.pkl')
# Load and verify
loaded = joblib.load('/tmp/best_pipeline.pkl')
print('Loaded pipeline test score:', loaded.score(X_test, y_test).round(4))Quick Check
Test your understanding of cross-validating and grid-searching a full pipeline from this lesson.
Lesson Recap
In this lesson you learned: cross_val_score on a Pipeline re-fits all steps per fold and gives honest generalisation estimates, double-underscore notation references nested hyperparameters in param_grid, and RandomizedSearchCV efficiently explores large parameter spaces by sampling a fixed number of random combinations. Next up we save and load a full pipeline with joblib for production deployment.
تعلم Python مع معلم ذكاء اصطناعي — مجانًا
اكتب وقم بتشغيل أكوادك الفعلية في المتصفح، واحصل على مساعدة فورية من معلم ذكاء اصطناعي متاح 24/7، واستمر من حيث توقفت على الويب أو في التطبيق.
- الدورات
- 30
- الدروس
- 120
الأسئلة الشائعة
هل درس «إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل» مجاني؟
نعم — نص درس «إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل» كامل متاح مجاناً هنا على الويب. لتمرينه بشكل تفاعلي (محرر أكواد مدمج ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7) وفتح باقي دورة Machine Learning Academy، انتقل إلى CoddyKit PRO. تتضمن دورة Machine Learning Academy 4 دروس في المجموع.
ماذا ستتعلم في «إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل»؟
سيمرّر المتعلمون Pipeline إلى cross_val_score وGridSearchCV، باستخدام صيغة الشرطة السفلية المزدوجة لتحديد المعاملات الفائقة للخطوات الفردية. تتمرن على Machine Learning Academy مع أكواد عملية تشغلها مباشرة في المتصفح، ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7 يجيب على أسئلتك أثناء عملك.
هل أحتاج إلى خبرة سابقة لأبدأ Machine Learning Academy؟
لا تُشترط خبرة سابقة. Machine Learning Academy على CoddyKit منظم للمبتدئين حتى المتقدمين، لذا يمكنك البدء من هنا أو من البداية والتقدم بسرعتك الخاصة. هذا هو الدرس 3 من أصل 4.
كم من الوقت يستغرق درس «إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل»؟
معظم دروس CoddyKit تستغرق حوالي 5–10 دقائق. كل منها موجز وتفاعلي، لذا تحرز تقدماً مستمراً وتستأنف من حيث توقفت عبر الويب والتطبيق.
هل يمكنني كتابة وتشغيل أكواد في درس Machine Learning Academy هذا؟
نعم. كل درس في Machine Learning Academy يتضمن محرر أكواد مدمج، لذا تكتب وتشغل أكواداً حقيقية مباشرة في متصفحك وتحصل على تعليقات فورية من الذكاء الاصطناعي — بدون إعداد محلي.
جميع الدروس في هذه الدورة
- بناء أول خط معالجة لكم: مقياس مع مصنّف
- ColumnTransformer داخل خط معالجة
- إجراء التحقق المتقاطع والبحث الشبكي لخط معالجة كامل
- حفظ خط معالجة باستخدام joblib وتحميله