機器學習(八) 樹回歸

2021-09-29 13:11:49 字數 2384 閱讀 2746

cart (classification and regression trees,分類回歸樹)_的樹構建演算法。該演算法既可以用於分類還可以用於回歸,因此非常值得學習。然後利用python來構建並顯示cart樹。**會保持足夠的靈活性以便能用於多個問題當中。接著,利用cart演算法構建回歸樹並介紹其中的樹剪枝技術(該技術的主要目的是防止樹的過擬合)。之後引人了乙個更高階的模型樹演算法。與回歸樹的做法(在每個葉節點上使用各自的均值做**)不同,該演算法需要在每個葉節點上都構建出乙個線性模型。在這些樹的構建演算法中有一些需要調整的引數,所以還會介紹如何使用python中的tkinter模組建立圖形互動介面。最後,在該介面的輔助下分析引數對回歸效果的影響。

樹構建**

from numpy import *

def loaddataset(filename): #general function to parse tab -delimited floats

datamat = #assume last column is target value

fr = open(filename)

for line in fr.readlines():

curline = line.strip().split('\t')

fltline = map(float,curline) #map all elements to float()

return datamat

def binsplitdataset(dataset, feature, value):

mat0 = dataset[nonzero(dataset[:,feature] > value)[0],:]

mat1 = dataset[nonzero(dataset[:,feature] <= value)[0],:]

return mat0,mat1

def regleaf(dataset):#returns the value used for each leaf

return mean(dataset[:,-1])

**執行

if __name__ == '__main__':

mydat = loaddataset('ex00.txt')

mymat = mat(mydat)

print(createtree(mymat))

得到結果

樹減枝一棵樹如果結點過多,表明該模型可能對資料進行了「過擬合」,如何判斷是否過擬合,前面已經介紹了使用測試集上的某種交叉驗證的方法來發現過擬合,決策樹也是。

通過降低樹的複雜度來避免過擬合的過程稱為剪枝(pruning)。我們也已經提到,設定tols和toln就是一種預剪枝操作。另一種形式的剪枝需要使用測試集和訓練集,稱作後剪枝(postpruning)。本節將分析後剪枝的有效性,但首先來看一下預剪枝的不足之處

預剪枝

引數tols為1時

將引數tols修改為10000後

雖然和上圖tols對誤差的數量級十分敏感。如果在選項中花費時間並對上述誤差容忍度取平均值,或許也能得到僅有兩個葉結點組成的樹,可以看到,將引數tols修改為10000後,構建的樹就是只有兩個葉結點。然而,顯然這個值,需要我們經過不斷測試得來,顯然通過不斷修改停止條件來得到合理結果並不是很好的辦法。事實上,我們常常甚至不確定到底需要尋找什麼樣的結果。因為對於乙個很多維度的資料集,你也不知道構建的樹需要多少個葉結點。

可見,預剪枝有很大的侷限性。接下來,我們討論後剪枝,即利用測試集來對樹進行剪枝。由於不需要使用者指定引數,後剪枝是乙個更理想化的剪枝方法。

後剪枝

使用後剪枝方法需要將資料集分成測試集和訓練集。首先指定引數,使得構建出的樹足夠大、足夠複雜,便於剪枝。接下來從上而下找到葉結點,用測試集來判斷這些葉結點合併是否能降低測試集誤差。如果是的話就合併。後剪枝可能不如預剪枝有效。一般地,為了尋求最佳模型可以同時使用兩種剪枝技術。

cart法可以用於構建二元樹並處理離散型或連續型資料的切分。若使用不同的誤差準則,

就可以通過cart演算法構建模型樹和回歸樹。該演算法構建出的樹會傾向於對資料過擬合。一棵過

擬合的樹常常十分複雜,剪枝技術的出現就是為了解決這個問題。兩種剪枝方法分別是預剪枝(在

樹的構建過程中就進行剪枝)和後剪枝(當樹構建完畢再進行剪枝),預剪枝更有效但需要使用者

定義一些引數。

機器學習實戰 09 樹回歸

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機器學習實戰之樹回歸

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機器學習 回歸

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