决策树

概要

决策树算法主要包括:特征的选择,树的生成,树的剪枝。
常用的算法有ID3,C4.5,CART。

基本名词解释:(不懂的建议自行google)
信息熵 & 信息增益
熵: 熵(entropy)指的是体系的混乱的程度,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。
信息熵(香农熵): 是一种信息的度量方式,表示信息的混乱程度,也就是说:信息越有序,信息熵越低。例如:火柴有序放在火柴盒里,熵值很低,相反,熵值很高。

决策树的特征选择

决策树特征选择的关键是其规则,常用的有:
1.信息增益(ID3)
2.信息增益比(C4.5)
3.基尼系数(CART)

决策树的生成

决策树生成通过计算信息增益或者其他指标,从根节点出发,递归地产生决策树,相当于泳信息增益或者其他准则不断地迭代选取局部最优的特征。

决策树的剪枝

由于决策树存在过拟合问题,需进行剪枝获得局部最优的算法。剪枝从生成树剪掉一些叶节点或者叶节点以上的子树,将其父节点和根节点作为新的叶节点,从而简化生成的决策树。

决策树 算法特点

优点:计算复杂度不高,输出结果易于理解,对中间值的缺失不敏感,可以处理不相关特征数据。
缺点:可能会产生过度匹配问题。
适用数据类型:数值型和标称型。

决策树 工作原理
如何构造一个决策树?
我们使用 createBranch() 方法,如下所示:

检测数据集中的所有数据的分类标签是否相同:
    If so return 类标签
    Else:
        寻找划分数据集的最好特征(划分之后信息熵最小,也就是信息增益、信息增益比最大或者基尼基尼系数最小的特征)
        划分数据集
        创建分支节点
            for 每个划分的子集
                调用函数 createBranch (创建分支的函数)并增加返回结果到分支节点中
        return 分支节点

决策树 基本开发流程
收集数据:可以使用任何方法。
准备数据:树构造算法只适用于标称型数据,因此数值型数据必须离散化。
分析数据:可以使用任何方法,构造树完成之后,我们应该检查图形是否符合预期。
训练算法:构造树的数据结构。
测试算法:使用经验树计算错误率。(经验树没有搜索到较好的资料,有兴趣的同学可以来补充)
使用算法:此步骤可以适用于任何监督学习算法,而使用决策树可以更好地理解数据的内在含义。

例:
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