数据挖掘算法——决策树

本文介绍了决策树算法在数据挖掘中的作用,包括描述性和预测性建模。通过学习和检验阶段建立分类模型,重点讲解了决策树的构建过程、属性度量选择如信息增益和增益率,并探讨了决策树的剪枝技术,包括预剪枝和后剪枝,以防止过拟合。
讲决策树之前,先引入分类算法的概念:

分类算法概念:定义:分类(classification)分类任务就是通过学习得到一个目标函数(target funciotn)f,把每个属性集x映射到一个预先定义的类标号y。

目标函数:目标函数也称为分类模型(classification model)。

目标函数的作用:

(1)描述性建模,分类模型可以作为解释性工具,用以区分不同类中的对象。

(2)预测性建模:分类模型还可以用来预测未知记录的类标号。


建模的过程可以由下图来说明:


如上图所示,建立了分类模型之后,可以讲未知类别的属性集输入分类模型,然后通过分类模型得出类标号,那么如何通过原有的数据集建立分类模型,该建立什么样的分类模型就是我们主要需要考虑的问题。

如下图所示,分类模型的建立分为两个阶段,一个是学习阶段,一个是检验阶段。总体来讲,就是通过已有数据集来产生分类模型,然后通过训练集来检验分类模型。

### 决策树的介绍 决策树(Decision Tree)是一种有监督、非参数、简单、高效的机器学习算法,也是一种基本的分类与回归方法 [^1][^2][^3]。它以其直观易懂和易于实现的特点,成为许多初学者的首选,在数据挖掘和数据分析中是常用工具 [^1][^2]。决策树就像一个树结构,存在根节点及其子节点,子节点表示数据集的特征,可使用叶节点或终端节点进行预测,适用于分类数据集和连续数据集,在对对象进行分类或标记时非常有用 [^4]。 ### 决策树的原理 决策树通过树状结构对数据进行建模,以解决分类和回归问题 [^2]。它充分利用响应变量的信息,能够很好地克服噪声问题,其决策边界为矩形,对于真实决策也为矩形的样本数据集有着很好的预测效果 [^3]。决策树算法的构建通常采用递归贪婪算法,逐步选择最优的特征进行节点划分,以达到对数据的最佳分类或回归效果 [^4]。 ### 决策树的应用 决策树在分类和回归问题中表现出色,能提供易于解释的模型,帮助理解数据中的模式 [^1]。在实际应用中,决策树广泛用于医疗诊断、金融风险评估、市场营销等领域,通过对数据的分析和分类,为决策提供支持 [^1][^2][^3]。 ### 决策树的实现 在Python中可以使用`scikit-learn`库来实现决策树算法,以下是一个简单的示例代码: ```python from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier from sklearn.metrics import accuracy_score # 加载鸢尾花数据集 iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) # 创建决策树分类器 clf = DecisionTreeClassifier() # 训练模型 clf.fit(X_train, y_train) # 进行预测 y_pred = clf.predict(X_test) # 计算准确率 accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print(f"模型准确率: {accuracy}") ```
评论
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