scikit learn、tensorflow、keras区别

参考：简书-刘敬：https://www.jianshu.com/p/0837b7c6ce10，感谢

一. 功能不同

Scikit-learn(sklearn)的定位是通用机器学习库

TensorFlow(tf)的定位主要是深度学习库。

一个显而易见的不同：tf并未提供sklearn那种强大的特征工程，如维度压缩、特征选择等。究其根本，我认为是因为机器学习模型的两种不同的处理数据的方式：

传统机器学习：利用特征工程(feature engineering)，人为对数据进行提炼清洗；
深度学习：利用表示学习(representation learning)，机器学习模型自身对数据进行提炼

sklearn更倾向于使用者可以自行对数据进行处理，比如选择特征、压缩维度、转换格式，是传统机器学习库；

而以tf为代表的深度学习库会自动从数据中抽取有效特征，而不需要人为的来做这件事情，因此并未提供类似的功能。

二. 使用自由度不同

sklearn 中的模块都是高度抽象化的，所有的分类器基本都可以在3-5行内完成，所有的转换器(如scaler和transformer)也都有固定的格式。这种抽象化限制了使用者的自由度，但增加了模型的效率，降低了批量化、标准化的的难度(通过使用pipeline)。

clf = svm.SVC() # 初始化一个分类器
clf.fit(X_train, y_train) # 训练分类器
y_predict = clf.predict(X_test) # 使用训练好的分类器进行预测

而tf不同，虽然是深度学习库，但它有很高的自由度。你依然可以用它做传统机器学习所做的事情，代价是你需要自己实现算法。因此用tf类比sklearn不适合，封装在tf等工具库上的keras[2]才更像深度学习界的sklearn。

从自由度角度来看，tf更高；从抽象化、封装程度来看，sklearn更高；从易用性角度来看，sklearn更高。

三. 针对的群体、项目不同

sklearn主要适合中小型的、实用机器学习项目，尤其是那种数据量不大且需要使用者手动对数据进行处理，并选择合适模型的项目。这类项目往往在CPU上就可以完成，对硬件要求低。
tf主要适合已经明确了解需要用深度学习，且数据处理需求不高的项目。这类项目往往数据量较大，且最终需要的精度更高，一般都需要GPU加速运算。

对于深度学习做“小样”可以在采样的小数据集上用keras做快速的实验，没了解的过朋友看一下keras的示例代码，就可以了解为什么keras堪比深度学习上的sklearn了。

model = Sequential() # 定义模型
model.add(Dense(units=64, activation='relu', input_dim=100)) # 定义网络结构
model.add(Dense(units=10, activation='softmax')) # 定义网络结构
model.compile(loss='categorical_crossentropy', # 定义loss函数、优化方法、评估标准optimizer='sgd',metrics=['accuracy'])
model.fit(x_train, y_train, epochs=5, batch_size=32) # 训练模型
loss_and_metrics = model.evaluate(x_test, y_test, batch_size=128) # 评估模型
classes = model.predict(x_test, batch_size=128) # 使用训练好的数据进行预测

不难看出，sklearn和tf有很大区别。

虽然sklearn中也有神经网络模块，但做严肃的、大型的深度学习是不可能依靠sklearn的。

虽然tf也可以用于做传统的机器学习、包括清理数据，但往往事倍功半。

四. scikit-learn&tensorflow结合使用

更常见的情况下，可以把sklearn和tf，甚至keras结合起来使用。sklearn肩负基本的数据清理任务，keras用于对问题进行小规模实验验证想法，而tf用于在完整的的数据上进行严肃的调参(炼丹)任务。

而单独把sklearn拿出来看的话，它的文档做的特别好，初学者跟着看一遍sklearn支持的功能大概就对机器学习包括的很多内容有了基本的了解。举个简单的例子，sklearn很多时候对单独的知识点有概述，比如简单的异常检测。因此，sklearn不仅仅是简单的工具库，它的文档更像是一份简单的新手入门指南。

因此，以sklearn为代表的传统机器学习库（如瑞士军刀般的万能但高度抽象），和以tf为代表的自由灵活更具有针对性的深度学习库（如乐高般高度自由但使用繁琐）都是机器学习者必须要了解的工具。

不过sklearn 还是很有必要学习的

理论上来说，深度学习技术也是机器学习的一个组成部分，学习其他传统机器学习方法对深入理解深度学习技术有很大帮助，知道模型凸的条件，才能更好的理解神经网络的非凸。知道传统模型的优点，才能更好的理解深度学习并不是万能的，也有很多问题和场景直接使用深度学习方法会遇到瓶颈和问题，需要传统方法来解决。

从实践上来说，深度学习方法一般需要大量GPU机器，工业界哪怕大公司的GPU资源也是有限的，一般只有深度学习方法效果远好于传统方法并且对业务提升很大的情况下，才会考虑使用深度学习方法，例如语音识别，图像识别等任务现在深度学习方法用的比较多，而NLP领域除了机器翻译以外，其他大部分任务仍然更常使用传统方法。传统方法一般有着更好的可解释性，这对检查调试模型也是非常有帮助的。工业上一般喜欢招能解决问题的人，而不是掌握最火技术的人，因此在了解深度学习技术的同时，学习一下传统方法是很有好处的。

结尾

说实话，即使现在深度学习大行其道，很多时候你还是要用传统机器学习方法解决问题的。首先不是每个人都有一个彪悍的电脑/服务器，其次，大多数问题真的不需要深度网络。最后，只会调用工具包的程序员不是好的机器学习者。