R语言-决策树算法(C4.5和CART)的实现

本文介绍了如何在R语言中实现C4.5和CART决策树算法。首先,利用sampling包进行数据分层抽样,创建训练集和测试集。接着,使用party包来构建C4.5决策树模型,并应用到iris数据集。模型在测试集上的准确率为0.9333,在训练集上准确率为0.97143。随后,文章转向CART算法的实现,讨论了相关的包和步骤。

决策树算法的实现:

一、C4.5算法的实现


a、需要的包:sampling、party

library(sampling)
library(party)

sampling用于实现数据分层随机抽样,构造训练集和测试集。

party用于实现决策树算法

另外,还可以设置随机数种子,可以获得相同的随机数。方便数据重复检验。

#设置随机数种子,可以获得相同的随机数
set.seed(100)


b、数据准备

我们使用iris数据集作为算法使用的数据集,通过下列各方法可以查看数据集的各种指标。

head(iris)
str(iris)
dim(iris)
然后构造训练集和测试集

sub_train = strata(iris,
                   stratanames = "Species",
                   size = rep(35, 3),
                   method = "srswor")
data_train = iris[sub_train$ID_unit, ]
data_test = iris[-sub_train$ID_unit, ]
抽样方法是分层不放回抽样。


c、训练模型

iris_tree = ctree(Species ~ ., data = data_train)
我们可以通过方法print()或者plot()查看模型:

### C4.5 算法在 R 语言中的实现 C4.5 是一种经典的决策树算法,由 Ross Quinlan 开发。该算法基于 ID3 进一步改进,能够处理连续属性、缺失数据以及剪枝操作来减少过拟合。在 R 中,可以利用 `rpart` `RWeka` 等包实现类似的决策树功能。 #### 使用 rpart 包构建决策树 虽然 `rpart` 并不完全等同于 C4.5,但它支持分类回归树(CART),可以通过调整参数模拟 C4.5 的行为: ```R # 安装并加载 rpart 包 install.packages("rpart") library(rpart) # 创建一个简单的决策树模型 data(iris) # 使用内置的 iris 数据集作为示例 tree_model <- rpart(Species ~ ., data = iris, method = "class") # 打印模型结构 print(tree_model) # 可视化决策树 plot(tree_model) text(tree_model) ``` 此代码片段展示了如何通过 `rpart` 构建一棵分类树[^1]。尽管 `rpart` 默认采用 CART 方法,但其灵活性允许用户自定义分裂标准其他超参数。 #### 使用 RWeka 包实现真正的 C4.5 如果需要严格遵循 C4.5 的逻辑,则推荐使用 `RWeka` 包中的 J48 函数(J48 是 WEKA 工具集中对 C4.5 的 Java 实现版本)。以下是具体实现方法: ```R # 安装并加载 RWeka 包 if (!requireNamespace("RWeka", quietly = TRUE)) { install.packages("RWeka") } library(RWeka) # 加载数据集 data(iris) # 训练 C4.5 决策树 (即 J48) c45_model <- J48(Species ~ ., data = iris) # 查看生成的规则 summary(c45_model) # 预测新样本类别 predictions <- predict(c45_model, newdata = iris) table(predictions, iris$Species) ``` 这段脚本演示了如何借助 `RWeka::J48()` 来创建符合 C4.5 原理的决策树模型,并评估预测性能[^2]。 #### 关键差异对比 | 特性 | rpart | J48 / C4.5 | |---------------------|--------------------------|-------------------------| | 缺失值处理 | 支持 | 支持 | | 属性选择度量 | Gini Index 或者 Information Gain Ratio | Information Gain Ratio | | 输出形式 | 数字型节点 | 明确显示分支条件 | 值得注意的是,在某些场景下可能还需要额外安装 Java Runtime Environment (JRE),因为 `RWeka` 调用了底层的 WEKA 库完成运算过程[^3]。 --- ### 总结 对于希望快速搭建基础版决策树的应用场合来说,“rpart”是一个不错的选择;而当追求高度还原经典理论或者探索更多高级特性时,则建议选用 “RWeka”。
评论 4
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值