《统计学习方法》python实现 chapter5 决策树1

看书的时候很忧伤,作为一个专门关注回归问题的时候,书上说主要关注的是分类问题。


决策树: 分类决策树模型是一种描述对实例进行分类的树形结构。决策树由结点(Node)和有向边(directed edge)组成。结点有两种类型:内部结点(internal node)和叶节点(leaf node).内部结点表示一个特征或属性,叶结点表示一个类。
信息增益
在信息论与概率统计中,熵(entropy)是表示随机变量不确定性的度量。设X是一个取有限个的离散随机变量,其概率分布为
P(X = x_i )= p_i
则随机变量X的熵的定义为H( X ) = -\sum_{i=1}^n p_i logp_i
通常对数是以2或者 e为底,单位为比特(bit)或纳特(nat)。由于熵只依赖于X的分布,而与X的取值无关,所以也可以将X的熵记作 H(p ),即
H(p) = -\sum_{i=1}^np_ilogp_i
熵越大,随机变量的不确定性越大,从定义可验证0 \le H(P) \le logn
信息增益表示得知特征X的信息而使得类Y的信息的不确定性减少的程度
定义:信息增益是,特征A对训练数据集D的信息增益g(D,A),定义为数据集D的经验熵H(D)与特征A给定条件下的经验条件熵H(D|A)之差,即g(D,A) = H(D) - H(D|A)
信息增益大的特征具有更强的分类能力

信息增益算法

信息增益比
以信息增益作为划分数据集的特征,存在偏向于取值较多的特征的问题。使用信息增益比可以对这个问题进行校正。这是特征选择的另一准则。
信息增益比

ID3算法
ID3算法的核心是在决策树各个结点熵应用信息增益准则选择特征,递归地构建决策树。
具体方法:
从根结点开始,对结点计算所有可能的特征的信息增益,选择信息增益最大的特征作为结点的特征,由该特征的不同取值建立子结点;再对子节点递归地调用以上方法,构建决策树;直到所有特征的信息增益均很小或没有特征可以选择为止。最后得到一棵决策树。


ID3算法

ID3 算法只有树的生成,所以该算法生成的树容易产生过拟合

C4.5算法
与ID3算法唯一的区别在于,C4.5将信息增益改成了信息增益比

C4.5

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