机器学习算法——决策树4(剪枝)

剪枝

为什么要剪枝

决策树算法在生成的过程中,利用递归的方式产生决策树,直到不能继续下去,容易造成对现有的训练数据有很好的分类,但是对未知数据分类不准确,造成了过拟合的现象。

在决策树学习中,将已经生成树进行简化的过程称之为剪枝prunning。简单地说:

  • 去掉某些叶结点或者子树
  • 将上述叶节点的父节点作为新的叶结点

剪枝过程

决策树的剪枝过程,往往就是通过最小化决策树整体的损失函数或者代价函数来实现。损失函数定义为C_{\alpha}(T)=\sum _{t=1}^{|T|}N_tH_t(T)+\alpha|T|经验熵为H_t(T)=-\sum_k\frac{N_{tk}}{N_t}log\frac{N_{tk}}{N_t}在损失函数中,通常将右端的第一项记为:C(T)=\sum _{t=1}^{|T|}N_tH_t(T)=-\sum_{t=1}^{|T|}\sum_{k=1}^{K}N_{tk}log\frac{N_{tk}}{N_t}C_{\alpha}(T)=C(T)+\alpha|T|

  • C(T)表示模型训练数据的预测误差,模型和训练数据之间的拟合程度
  • |T|表示模型的复杂程度
  • \alpha控制两者之间的影响
    • \alpha大,模型简单
    • \alpha小,模型复杂
    • \alpha=0表示只考虑模型和训练数据之间的拟合程度,不考虑模型的复杂度

剪枝的过程就,\alpha确定时,选择损失函数最小的模型,即损失函数最小的子树。

决策树生成和剪枝

  • 生成:
    • 通过提高信息增益和信息增益率对训练数据进行更好的拟合;
    • 学习局部的模型
  • 剪枝:
    • 通过优化损失函数来减小模型的复杂度;
    • 学习整体的过程
    • 利用损失函数最小原则进行剪枝就是用正则化的极大似然估计来进行模型选择

剪枝算法

输入:生成算法产生的整个数T,参数\alpha

输出:修剪后的子树T_{\alpha}

步骤:
- 计算每个节点的经验熵
- 递归地从树的叶结向上回缩
- 满足回缩前后整体树的损失函数:C_{\alpha}{(T_A)}\leq C_{\alpha}{(T_B)},则进行剪枝,即原来的父节点变成新的叶结点
- 重复上述操作,直到不能继续为止,得到最小损失函数的子树T_{\alpha}

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,128评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,316评论 3 388
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,737评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,283评论 1 287
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,384评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,458评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,467评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,251评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,688评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,980评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,155评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,818评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,492评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,142评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,382评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,020评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,044评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容