決策樹演算法模型(一)

2021-10-22 14:35:16 字數 2342 閱讀 2868

優點:可讀性高、分類速度快、非引數型;

缺點:容易過擬合,可能陷入區域性最小值;

準則:損失函式-----正則化的極大似然函式

1、id3演算法(資訊增益)----決策樹的生成:

輸入:訓練資料集d

dd,特徵集a

aa,閾值ε

\varepsilon

ε;輸出:決策樹t

(1)若d中所有例項屬於同一類c

kc_k

ck​,則t為單節點數,並將類別c

kc_k

ck​作為該結點的類標記,返回t

tt;-----終止條件

(2)若a=⊘

a=\oslash

a=⊘,則t為單結點數,並將d中例項數最大的類c

kc_k

ck​作為該結點的類標記,返回t;-----終止條件

(3)否則,計算a

aa中個特徵對d的資訊增益,選擇資訊增益最大的特徵a

ga_g

ag​;

(4)如果a

ga_g

ag​的資訊增益小於閾值ε

\varepsilon

ε,則置t為單結點樹,並將d中例項數最大的類作為標記;

(5)否則,對a

ga_g

ag​的每乙個可能取值a

ia_i

ai​,依次ag=

ai

a_g=a_i

ag​=ai

​將d分割為若干非空子集d

id_i

di​,將d

id_i

di​中例項數最大的類作為標記,構建子結點,由結點及其子結點構成樹t

tt,構成樹t

tt,返回t;

(6)對第i

ii個子結點,以d

id_i

di​為訓練集,以a

−a-\

a−為特徵集,遞迴的呼叫(1)-(5),得到子樹t

it_i

ti​,返回t

it_i

ti​;

資訊增益演算法

輸入:訓練資料集d和特徵集a

輸出:特徵集a對訓練資料集d的資訊增益g(d

,a

)g(d,a)

g(d,a)

(1)計算資料集d

dd的經驗熵h(d

)h(d)

h(d):h(d

)=−∑

k=1k

dkdl

ogdk

dh(d)=-\sum_^k\fraclog\frac

h(d)=−

∑k=1

k​dd

k​​l

ogdd

k​​;

(2)計算特徵集a

aa對資料集d

dd的經驗條件熵h(d

∣a

)h(d|a)

h(d∣a):h(

d∣a)

=∑i=

1ndi

dh(d

i)=−

∑i=1

ndid

(∑k=

1kdi

kdil

ogdi

kdi)

h(d|a)=\sum_^n\frach(d_i)=-\sum_^n\frac(\sum_^k\frac}log\frac})

h(d∣a)

=∑i=

1n​d

di​​

h(di

​)=−

∑i=1

n​dd

i​​(

∑k=1

k​di

​dik

​​lo

gdi​

dik​

​)(i =1

,2,.

..,n

i=1,2,...,n

i=1,2,

...,

n表示特徵a

aa取值個數,d

id_i

di​表示特徵a

aa取i

ii時資料集個數);

(3)計算資訊增益

g (d

∣a)=

h(d)

−h(d

∣a

)g(d|a)=h(d)-h(d|a)

g(d∣a)

=h(d

)−h(

d∣a)

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