首页 > 应用开发 > Python > 机器学习算法——分类决策树
决策树的著名算法CART,它解决了ID3算法的2个不足,既能用于分类问题,又能用于回归问题
CART算法的主体结构和ID3算法基本是相同的,只是在以下几点有所改变:
选择划分特征时,ID3使用信息熵量化数据集的混乱程度;CART使用基尼指数和均方误差量化数据集的混乱程度。
选定某切分特征时,ID3算法使用该特征所有的取值进行切分,例如一个特征有k个取值,数据集则被切分成K份,创建k个子树;CART算法使用某一阈值进行二元切分,即在特征值的取值范围区间内选择一个阈值t,将数据集切分成两份,然后用一个子集(大于t)构造左子树,使用另一个数据子集(小于t)构造右子树,因此CART算法创建的就是二叉树。
对于以用于创建内部节点的特征,在后续运算中(创建子树中的节点时),ID3算法不会再次使用它作为内部节点;CART算法可能会再次使用它创建其他内部节点
CART分类树:
CART分类树的构造算法为递归算法,流程如下:
1.如果当前数据集D中样本数量小于“最小切分数”,或D的基尼指数小于“基尼指数阈值”:
创建叶节点,节点的值为数据集D中出现最多的类标记
2. 否则
创建内部节点
使用每一个布尔值特征将数据集切分成D1,D2,并计算切分后基尼指数降低的值,从而找到最佳切分特征
使用由最佳切分特征切分得到的D1,D2,递归调用CART分类树构造算法,创建左右子树
将当前内部节点作为两颗子树的父节点
基尼指数:
假设数据集D中有K个分类,其样本总数为|D|,每个分类放入样本个数分别为|D1|,|D2|,...|Dk|,则一个样本属于第i类的概率为:
数据集D的基尼指数定义如下:
类似条件熵,也可以定义在特征A条件下D的基尼指数。CART算法总会动态的吧所有特征都转换为布尔值特征,因此数据集D总可以根据某一布尔特征A切分成D1和D2两个子集,在特征A条件下D的基尼指数定义如下:
CAR分类树构造算法在选择切分特征时,只需计算每一个特征条件下的基尼指数,然后选择其中使得基尼指数最小的特征。 郑州哪里做人流好 http://www.kdrlyy.com/
代码如下:
import numpy as np
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import accuracy_score
class CartClassificationTree:
class Node:
'''树节点类'''
def __init__(self):
self.value = None
# 内部叶节点属性
self.feature_index = None
self.feature_value = None
self.left = None
self.right = None
def __str__(self):
if self.left:
s = '内部节点
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