LightGBM

LightGBM

高效梯度提升框架 支持大规模数据并行学习

LightGBM是一个高效的梯度提升框架,采用树形学习算法。它具有训练速度快、内存消耗低、准确性高的特点,支持并行、分布式和GPU学习,可处理大规模数据。这个开源项目在机器学习竞赛中应用广泛,在公开数据集上的表现优于多个现有框架。LightGBM为用户提供了详细文档和丰富示例,适用于多种机器学习任务。

LightGBM梯度提升机器学习决策树数据分析Github开源项目

<img src=https://github.com/microsoft/LightGBM/blob/master/docs/logo/LightGBM_logo_black_text.svg width=300 />

轻量级梯度提升机

Python包GitHub Actions构建状态 R包GitHub Actions构建状态 CUDA版本GitHub Actions构建状态 静态分析GitHub Actions构建状态 Azure Pipelines构建状态 Appveyor构建状态 文档状态 链接检查 许可证 Python版本 PyPI版本 conda版本 CRAN版本 NuGet版本

LightGBM是一个使用基于树的学习算法的梯度提升框架。它的设计注重分布式和高效,具有以下优势:

  • 更快的训练速度和更高的效率。
  • 更低的内存使用。
  • 更好的准确性。
  • 支持并行、分布式和GPU学习。
  • 能够处理大规模数据。

更多详细信息,请参阅特性

得益于这些优势,LightGBM在许多机器学习竞赛的获胜方案中被广泛使用。

在公共数据集上的对比实验表明,LightGBM在效率和准确性方面都可以优于现有的提升框架,同时显著降低内存消耗。此外,分布式学习实验显示,在特定设置下,LightGBM可以通过使用多台机器进行训练来实现线性加速。

入门和文档

我们的主要文档位于https://lightgbm.readthedocs.io/,并从此存储库生成。如果你是LightGBM的新用户,请按照该网站上的[安装说明](https://lightgbm.readthedocs.io/en/latest/Installation-Guide.html)进行操作。

接下来你可能想阅读:

贡献者文档:

新闻

请参阅GitHub releases页面的更新日志。

外部(非官方)仓库

这里列出的项目提供了使用LightGBM的替代方法。 它们不由LightGBM开发团队维护或正式认可。

LightGBMLSS(LightGBM的扩展,用于概率建模,可从中得出预测区间和分位数):https://github.com/StatMixedML/LightGBMLSS

FLAML(用于超参数优化的AutoML库):https://github.com/microsoft/FLAML

Optuna(超参数优化框架):https://github.com/optuna/optuna

Julia包:https://github.com/IQVIA-ML/LightGBM.jl

JPMML(Java PMML转换器):https://github.com/jpmml/jpmml-lightgbm

Nyoka(Python PMML转换器):https://github.com/SoftwareAG/nyoka

Treelite(用于高效部署的模型编译器):https://github.com/dmlc/treelite

lleaves(基于LLVM的模型编译器,用于高效推理):https://github.com/siboehm/lleaves

Hummingbird(将模型编译为张量计算):https://github.com/microsoft/hummingbird

cuML森林推理库(GPU加速推理):https://github.com/rapidsai/cuml

daal4py(Intel CPU加速推理):https://github.com/intel/scikit-learn-intelex/tree/master/daal4py

m2cgen(各种语言的模型应用器):https://github.com/BayesWitnesses/m2cgen

leaves(Go语言模型应用器):https://github.com/dmitryikh/leaves

ONNXMLTools(ONNX转换器):https://github.com/onnx/onnxmltools

SHAP(模型输出解释器):https://github.com/slundberg/shap

Shapash(模型可视化和解释):https://github.com/MAIF/shapash dtreeviz(决策树可视化和模型解释):https://github.com/parrt/dtreeviz

SynapseML(Spark 上的 LightGBM):https://github.com/microsoft/SynapseML

Kubeflow Fairing(Kubernetes 上的 LightGBM):https://github.com/kubeflow/fairing

Kubeflow Operator(Kubernetes 上的 LightGBM):https://github.com/kubeflow/xgboost-operator

lightgbm_ray(Ray 上的 LightGBM):https://github.com/ray-project/lightgbm_ray

Mars(Mars 上的 LightGBM):https://github.com/mars-project/mars

ML.NET(.NET/C# 包):https://github.com/dotnet/machinelearning

LightGBM.NET(.NET/C# 包):https://github.com/rca22/LightGBM.Net

Ruby gem:https://github.com/ankane/lightgbm-ruby

LightGBM4j(Java 高级绑定):https://github.com/metarank/lightgbm4j

lightgbm3(Rust 绑定):https://github.com/Mottl/lightgbm3-rs

MLflow(实验跟踪、模型监控框架):https://github.com/mlflow/mlflow

{bonsai}(R {parsnip} 兼容接口):https://github.com/tidymodels/bonsai

{mlr3extralearners}(R {mlr3} 兼容接口):https://github.com/mlr-org/mlr3extralearners

lightgbm-transform(特征转换绑定):https://github.com/microsoft/lightgbm-transform

postgresml(通过 Postgres 扩展在 SQL 中进行 LightGBM 训练和预测):https://github.com/postgresml/postgresml

vaex-ml(具有自己的 LightGBM 接口的 Python DataFrame 库):https://github.com/vaexio/vaex

支持

  • 在 Stack Overflow 上使用 lightgbm 标签提问,我们会关注新问题。
  • 在 GitHub issues 上提交 bug 报告和功能请求。

如何贡献

请查看 CONTRIBUTING 页面。

微软开源行为准则

本项目采用了微软开源行为准则。有关更多信息,请参阅行为准则常见问题解答或联系 opencode@microsoft.com

参考论文

Yu Shi, Guolin Ke, Zhuoming Chen, Shuxin Zheng, Tie-Yan Liu. "梯度提升决策树的量化训练"。神经信息处理系统进展 35(NeurIPS 2022),第 18822-18833 页。

Guolin Ke, Qi Meng, Thomas Finley, Taifeng Wang, Wei Chen, Weidong Ma, Qiwei Ye, Tie-Yan Liu. "LightGBM:高效梯度提升决策树"。神经信息处理系统进展 30(NIPS 2017),第 3149-3157 页。

Qi Meng, Guolin Ke, Taifeng Wang, Wei Chen, Qiwei Ye, Zhi-Ming Ma, Tie-Yan Liu. "一种高效通信的并行决策树算法"。神经信息处理系统进展 29(NIPS 2016),第 1279-1287 页。

Huan Zhang, Si Si and Cho-Jui Hsieh. "大规模树提升的 GPU 加速"。SysML 会议,2018。

许可证

本项目基于 MIT 许可证条款授权。有关其他详细信息,请参阅 LICENSE。

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