决策树之集成学习

本文探讨了集成学习中的Bagging、Boosting、Stacking和随机森林。随机森林通过随机选择样本和特征构建决策树,降低了方差,减少了过拟合风险。集成学习利用多个学习器的组合,弥补单个学习器的不足,如偏差和方差的问题。在随机森林中,n_estimators、n_jobs、max_depth等参数调整对模型性能有显著影响。

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集成学习优于单个学习器:

  1. 训练样本可能无法选择出最好的单个学习器,由于没法选择出最好的学习器,所以干脆结合起来一起用;
  2. 假设能找到最好的学习器,但由于算法运算的限制无法找到最优解,只能找到次优解,采用集成学习可以弥补算法的不足;
  3. 可能算法无法得到最优解,而集成学习能够得到近似解。比如说最优解是一条对角线,而单个决策树得到的结果只能是平行于坐标轴的,但是集成学习可以去拟合这条对角线。

偏差 & 方差:

偏差Bias:描述的是预测值和真实值之差。要想偏差表现的好,就需要复杂化模型,容易过拟合
方差Variance:描述样本上训练出来的模型再测试集上的表现,要想方差表现的好,需要简化模型,容易欠拟合

Bagging和Stacking中的基模型为强模型(偏差低、方差高),而Boosting中基模型为弱模型(偏差高,方差低)。

对于Bagging来说,整体模型的偏差与基模型近似,而随着模型的增加可以降低整体模型的方差,故其基模型需要为强模型;
对于Boosting来说

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