特征选择(节点划分)
一般而言,随着划分过程不断进行,我们希望决策树的分支结点所包含的样本尽可能属于同一类别,即结点的“纯度”(purity)越来越高。
符号声明
假设当前样本集合中第
类样本所占的比例为
,离散属性
有
个可能的取值
,若使用
来对样本集
进行划分,则会产生
个分支结点,其中第
个分支结点包含了
中所有在属性
上取值为
的样本,记作
。
样本集合的信息熵定义为
1. 信息增益
实际上,信息增益准则对可取数目较多的属性有所偏好。
2. 增益率
决策树算法选择增益率(gain ratio)来选择最优划分属性。
称作属性
的固有值(intrinsic value)。
需注意的是,增益率准则对可取值较少的属性有所偏好,因此,
算法并不是直接选择增益率最大的候选划分属性,而是使用了一个启发式:先从候选划分属性中找出信息增益高于平均水平的属性,再从中选择增益率最高的。
3. 基尼指数
直观来讲,
反映了从数据集
中随机抽取两个样本,其类别标记不一致的概率。因此,
越小,则数据集
的纯度越高。
属性的基尼指数:
于是,我们在候选属性集合
中,选择那个使得划分后基尼指数最小的属性作为最优划分属性,即: