《决策树入门教程》


1 数学基础
    1.1  概率论入门

    1.2  Bootstrap抽样方法

    1.3  对数的深刻认识

    1.4  信息与信息熵

    1.5  偏差与方差

    1.6  信息增益

    1.7  基尼不纯度

2 决策树基础知识
    2.1  决策树概述

    2.2  ID3算法简介

    2.3  C4.5算法简介

    2.4  CART算法简介

决策树概述

创建时间:2022-04-02 更新时间:2022-04-14 阅读次数:1593 次

1、决策树定义

决策树,英文全称是:Decision Tree,其又称为判定树, 是一种以树结构形式表达的预测分析模型。决策树的结构可以是二叉树,也可以是多叉树。

决策树由结点和有向边组成。结点有两种类型:内部结点和叶节点。内部节点表示一个特征或属性, 叶节点表示一个类。

以一个简单的用于是否买电脑预测的决策树为例子:

树中的内部节点代表一个属性,节点引出的分支表示这个属性的所有可能的值,叶节点表示最终的分类结果。从根节点到叶节点的每一条路径构建一条规则,并且这些规则具有 互斥且完备 的性质,即每一个样本均被且只有一条路径所覆盖。

综上所述,我们可以得知,决策树(decision tree)是一个树结构,可以是二叉树或非二叉树,也可以把它看作是 if-else 规则的集合,也可以认为是在特征空间上的条件概率分布。

2、决策树分类

决策树分为两大类:

(1)分类树,对离散变量做决策树;

(2)回归树,对连续变量做决策树。

3、决策树算法

决策树算法通常是一个递归地选择最优特征, 并根据该特征对训练数据进行分割, 使得各个子数据集有一个最好的分类的过程。

在决策树算法中,分三类:

(1)ID3基于信息增益作为属性选择的度量

(2)C4.5基于信息增益比作为属性选择的度量

(3)CART基于基尼指数作为属性选择的度量

决策树算法属于贪心算法,其最大的特点是:

(1)有监督的学习

(2)非参数学习算法

(3)自顶向下递归方式构造决策树

(4)在每一步选择中都采取在当前状态下最好最优的选择

4、决策树生成过程

决策树的生成过程,分为三个步骤:

第一步:特征选择。

第二步:决策树生成。递归结构,对应于模型的局部最优。

第三步:决策树剪枝。缩小树结构规模,缓解过拟合,对应于模型的全局选择。

5、决策树优点

(1)速度快。因为计算量相对较小,且容易转化成分类规则。只要沿着树根向下一直走到叶子节点即可,沿途的分裂条件就能够唯一确定此种分类的规则。

(2)准确性高。挖掘出来的分类规则准确性高,便于理解,决策树可以清晰的显示哪些字段比较重要,即可以生成可以理解的规则。

(3)可以处理连续和种类字段。

(4)不需要任何领域知识和参数假设。

(5)适合高维数据。

6、决策树缺点

(1)对于各类别样本数量不一致的数据, 信息增益偏向于那些更多数值的特征。

(2)容易过拟合。

(3)忽略属性之间的相关性。

本教程共11节,当前为第8节!
本教程最新修订时间为:2023-02-03 09:43:25