Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète
Vous transmettrez une chaîne de traitement à cross_val_score et GridSearchCV, en utilisant la notation à double trait de soulignement pour définir les hyperparamètres de chaque étape.
Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète est une leçon Machine Learning Academy gratuite sur CoddyKit. Ceci est la leçon 3 sur 4. Tu peux lire la leçon complète ci-dessous gratuitement — puis la pratiquer en direct dans le navigateur avec un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7. Elle fait partie du parcours d'apprentissage Machine Learning Academy, et ta progression se synchronise sur le web et l'application CoddyKit. Le cours Machine Learning Academy comprend 4 leçons au total.
Certaines parties de cette leçon n'ont pas encore été traduites et s'affichent en anglais.
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.
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Questions Fréquemment Posées
La leçon « Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète » est-elle gratuite ?
Oui — le texte complet de « Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète » est gratuit à lire ici sur le web. Pour la pratiquer de manière interactive (un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7) et déverrouiller le reste du cours Machine Learning Academy, passe à CoddyKit PRO. Le cours Machine Learning Academy comprend 4 leçons au total.
Qu'est-ce que j'apprendrai dans « Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète » ?
Vous transmettrez une chaîne de traitement à cross_val_score et GridSearchCV, en utilisant la notation à double trait de soulignement pour définir les hyperparamètres de chaque étape. Tu pratiques Machine Learning Academy avec du code pratique que tu exécutes directement dans le navigateur, et un tuteur IA 24/7 répond à tes questions au fur et à mesure que tu avances dans la leçon.
Dois-je avoir de l'expérience pour commencer Machine Learning Academy ?
Aucune expérience préalable n'est requise. Machine Learning Academy sur CoddyKit est structuré pour les débutants jusqu'aux apprenants avancés, donc tu peux commencer ici ou depuis le début et avancer à ton rythme. Ceci est la leçon 3 sur 4.
Combien de temps prend la leçon « Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète » ?
La plupart des leçons CoddyKit prennent environ 5–10 minutes. Chacune est courte et interactive, tu progresses régulièrement et tu repiques exactement où tu t'es arrêté sur le web et l'app.
Peux-tu écrire et exécuter du code dans cette leçon Machine Learning Academy ?
Oui. Chaque leçon Machine Learning Academy inclut un éditeur de code intégré, tu écris et exécutes du vrai code directement dans ton navigateur et tu reçois des retours IA instantanés — aucune configuration locale requise.
Toutes les leçons de ce cours
- Créer votre première chaîne de traitement : mise à l’échelle et classifieur
- ColumnTransformer dans une chaîne de traitement
- Valider et rechercher sur grille une chaîne de traitement complète
- Enregistrer et charger une chaîne de traitement avec joblib