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机器学习中分类和预测算法的评估

机器学习中分类和预测算法的评估

作者: 七月尾巴_葵花 | 来源:发表于2017-07-24 22:39 被阅读376次
    1. 什么是决策树/判定树(decision tree)?
      判定树是一个类似于流程图的树结构:其中,每个内部结点表示在一个属性上的测试,每个分支代表一个属性输出,而每个树叶结点代表类或类分布。树的最顶层是根结点。
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    1. 机器学习中分类方法中的一个重要算法
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    3.1 熵(entropy)概念:
    信息和抽象,如何度量?
    1948年,香农提出了 ”信息熵(entropy)“的概念
    一条信息的信息量大小和它的不确定性有直接的关系,要搞清楚一件非常非常不确定的事情,或者是我们一无所知的事情,需要了解大量信息==>信息量的度量就等于不确定性的多少例子:猜世界杯冠军,假如一无所知,猜多少次?每个队夺冠的几率不是相等的比特(bit)来衡量信息的多少

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    变量的不确定性越大,熵也就越大

    3.1 决策树归纳算法 (ID3)
    1970-1980, J.Ross. Quinlan, ID3算法选择属性判断结点信息获取量(Information Gain):Gain(A) = Info(D) - Infor_A(D)通过A来作为节点分类获取了多少信息

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    类似,Gain(income) = 0.029, Gain(student) = 0.151, Gain(credit_rating)=0.048
    所以,选择age作为第一个根节点

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    算法:
    1、树以代表训练样本的单个结点开始(步骤1)。
    2、如果样本都在同一个类,则该结点成为树叶,并用该类标号(步骤2 和3)。
    3、 否则,算法使用称为信息增益的基于熵的度量作为启发信息,选择能够最好地将样本分类的属性(步骤6)。该属性成为该结点的“测试”或“判定”属性(步骤7)。在算法的该版本中,
    4、所有的属性都是分类的,即离散值。连续属性必须离散化。
    5、对测试属性的每个已知的值,创建一个分枝,并据此划分样本(步骤8-10)。
    6、算法使用同样的过程,递归地形成每个划分上的样本判定树。一旦一个属性出现在一个结点上,就不必该结点的任何后代上考虑它(步骤13)。
    7、递归划分步骤仅当下列条件之一成立停止:
    (a) 给定结点的所有样本属于同一类(步骤2 和3)。
    (b) 没有剩余属性可以用来进一步划分样本(步骤4)。在此情况下,使用多数表决(步骤5)。
    8、这涉及将给定的结点转换成树叶,并用样本中的多数所在的类标记它。替换地,可以存放结
    9、点样本的类分布。
    (c) 分枝
    test_attribute=ai没有样本(步骤11)。在这种情况下,以samples中的多数类创建一个树叶(步骤12)

    3.1 其他算法:
    C4.5: Quinlan
    Classification and Regression Trees (CART): (L. Breiman, J. Friedman, R. Olshen, C. Stone)
    共同点:都是贪心算法,自上而下(Top-down approach)
    区别:属性选择度量方法不同: C4.5 (gain ratio), CART(gini index), ID3 (Information Gain)

    3.2 如何处理连续性变量的属性?

    1. 树剪枝叶 (避免overfitting)
      4.1 先剪枝
      4.2 后剪枝

    2. 决策树的优点:
      直观,便于理解,小规模数据集有效

    3. 决策树的缺点:
      处理连续变量不好
      类别较多时,错误增加的比较快
      可规模性一般(

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