定义

Ripley 的著作《模式识别与神经网络》（Pattern Recognition and Neural Networks）中，训练集、验证集和测试集的定义如下：

训练集：用来学习的样本集，用于分类器参数的拟合。

验证集：用来调整分类器超参数的样本集，如在神经网络中选择隐藏层神经元的数量。

测试集：仅用于对已经训练好的分类器进行性能评估的样本集。

详细解释

训练数据集（Training Set):
是一些我们已经知道输入和输出的数据集训练机器去学习，通过拟合去寻找模型的初始参数。例如在神经网络（Neural Networks)中，我们用训练数据集和反向传播算法（Backpropagation）去每个神经元找到最优的比重（Weights)。

验证数据集（Validation Set）：
也是一些我们已经知道输入和输出的数据集，通过让机器学习去优化调整模型的参数，在神经网络中，我们用验证数据集去寻找最优的网络深度（number of hidden layers)，或者决定反向传播算法的停止点；在普通的机器学习中常用的交叉验证（Cross Validation) 就是把训练数据集本身再细分成不同的验证数据集去训练模型。

测试数据集（Test Set）：
用户测试模型表现的数据集，根据误差（一般为预测输出与实际输出的不同）来判断一个模型的好坏。

验证集和测试集的区别

验证集和测试集的对比
验证集的作用：
使用验证集是为了快速调参，也就是用验证集选择超参数（网络层数，网络节点数，迭代次数，学习率这些）。
另外用验证集还可以监控模型是否异常（过拟合啦什么的），然后决定是不是要提前停止训练。
验证集的关键在于选择超参数，我们手动调参是为了让模型在验证集上的表现越来越好，如果把测试集作为验证集，调参去拟合测试集，就有点像作弊了。
而测试集既不参与参数的学习过程，也不参与参数的选择过程，仅仅用于模型评价。
验证集的正确打开方式：
验证集可以看做参与了 “人工调参” 的训练过程。
一般训练几个 epoch 就跑一次验证看看效果（大部分网络自带这个功能）。
这样做的第一个好处是：可以及时发现模型或者参数的问题，比如模型在验证集上发散啦、出现很奇怪的结果啦（Inf）、mAP不增长或者增长很慢啦等等情况，这时可以及时终止训练，重新调参或者调整模型，而不需要等到训练结束。
另一个好处是验证模型的泛化能力，如果在验证集上的效果比训练集上差很多，就该考虑模型是否过拟合了。同时，还可以通过验证集对比不同的模型。

为什么验证数据集和测试数据集两者都需要？

因为验证数据集（Validation Set)用来调整模型参数从而选择最优模型，模型本身已经同时知道了输入和输出，所以从验证数据集上得出的误差（Error)会有偏差（Bias)。

但是我们只用测试数据集(Test Set) 去评估模型的表现，并不会去调整优化模型。

在传统的机器学习中，这三者一般的比例为training/validation/test = 50/25/25, 但是有些时候如果模型不需要很多调整只要拟合就可时，或者training本身就是training+validation (比如cross validation)时，也可以training/test =7/3.

但是在深度学习中，由于数据量本身很大，而且训练神经网络需要的数据很多，可以把更多的数据分给training，而相应减少validation和test。