基础算法--随机森林

本文介绍了随机森林算法,作为集成学习的一种,随机森林通过构建多个决策树并结合其结果来提高预测准确性。文章详细讲解了随机森林的定义、特点、生成步骤及优缺点,并通过sklearn库展示了随机森林在垃圾邮件分类中的应用。随机森林的主要优点包括并行性和高准确率。关键参数如`n_estimators`、`max_depth`、`max_features`等对模型性能有显著影响。

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集成学习

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例子:单独使用一个基学习器,会因为有数据错误而做出错误判断。集成学习就是,对一个事情做出判断,基学习器1使用LR,2使用KNN,3使用SVM,4使用DT,最后共同判断,如果90%判断事情应该是a,10%认为是b,那么就判断事情符合a。实质:三个臭皮匠,顶个诸葛亮。

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bagging:n个决策树在一起判断
boosting:
staking:n种学习器一起判断

bagging和boosting用的比较多
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1、分类问题:典型的DT(决策树)
2、回归问题:n个学习器得到的结果求均值
3、特征选取集成:有n个特征,但特征并不是越多越好,需要选取比较重要的特征(a.根据业务常识判断,b.根据random forest随机森林选取)

随机森林算法原理

随机森林定义、特点、优点

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1、多个决策树放在一起就是随机森林:
a)分类问题:事件x,经过n个分类决策树(DT)判断,90%的结果认为x是0,10%认为是1,那么就认为这是1.
b)回归问题:事件x,经过n个回归决策树计算,得到n个函数,均值是结果

3、优点:并行、准确率高

随机森林生成步骤

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每次从原始数据集中随机选取n%的训练数据,在训练时再随机选取m%的特征。

随机森林优缺点介绍

优点

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缺点

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代码实战

随机森林算法API文档解释

class sklearn.ensemble.RandomForestClassifier(n_estimators=’warn’, criterion=’gini’, max_depth=None, min_samples_split=2, min_samples_leaf=1, min_weight_fraction_leaf=0.0, max_features=’auto’, max_leaf_nodes=None, min_impurity_decrease=0.0, min_impurity_split=None, bootstrap=True, oob_score=False, n_jobs=None, random_state=None, verbose=0, warm_start=False, class_weight=None)

随机森林重要的一些参数:
1.n_estimators :(随机森林独有)
随机森林中决策树的个数。
在0.20版本中默认是10个决策树;
在0.22版本中默认是100个决策树;
一般给100-500个
2. criterion :(同决策树)
节点分割依据,默认为基尼系数。
可选【entropy:信息增益】

3.max_depth:(同决策树)【重要】
default=(None)设置决策树的最大深度,默认为None。
【(1)数据少或者特征少的时候,可以不用管这个参数,按照默认的不限制生长即可
(2)如果数据比较多特征也比较多的情况下,可以限制这个参数,范围在10~100之间比较好】m

4.min_samples_split : (同决策树)【重要】
这个值限制了子树继续划分的条件,如果某节点的样本数少于设定值,则不会再继续分裂。默认是2.如果样吗本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则建议增大这个值。

5.min_samples_leaf :(同决策树)【重要】
这个值限制了叶子节点最少的样本数,如果某叶子节点数目小于样本数,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是1,可以输入最少的样本数的整数,或者最少样本数占样本总数的百分比。如果样本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则推荐增大这个值。
【叶是决策树的末端节点。 较小的叶子使模型更容易捕捉训练数据中的噪声。 一般来说,我更偏向于将最小叶子节点数目设置为大于50。在你自己的情况中,你应该尽量尝试多种叶子大小种类,以找到最优的那个。】
【比如,设定为50,此时,上一个节点(100个样本)进行分裂,分裂为两个节点,其中一个节点的样本数小于50个,那么这两个节点都会被剪枝】

6.min_weight_fraction_leaf : (同决策树)
这个值限制了叶子节点所有样本权重和的最小值,如果小于这个值,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是0,就是不考虑权重问题。一般来说,如果我们有较多样本有缺失值,或者分类树样本的分布类别偏差很大,就会引入样本权重,这时我们就要注意这个值了。【一般不需要注意】

7.max_features : (随机森林独有)【重要】
随机森林允许单个决策树使用特征的最大数量。选择最适属性时划分的特征不能超过此值。
当为整数时,即最大特征数;当为小数时,训练集特征数*小数;
if “auto”, then

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