各种分类算法比较

本文对比了六种主要的分类算法:KNN算法基于最近邻原则进行分类,距离计算方法多样,但计算复杂度较高;决策树通过属性选择度量构建分支,易于理解但可能过拟合;朴素贝叶斯算法适用于多类别问题,但对数据准备敏感;支持向量机泛化能力强,但参数选择和核函数敏感;神经网络和Logistic回归在不同场景下各有优缺点。

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1 KNN算法

原理:已知样本集中每一个数据与所属分类的对应关系,输入没有标签的新数据后,将新数据与训练集的数据对应特征进行比较,找出“距离”最近的k(通常k<20)数据,选择这k个数据中出现最多的分类作为新数据的分类。
算法描述
(1) 计算已知类别数据及中的点与当前点的距离;
(2) 按距离递增次序排序
(3) 选取与当前点距离最小的k个点
(4) 确定前K个点所在类别出现的频率
(5) 返回频率最高的类别作为当前类别的预测
距离计算方法有”euclidean”(欧氏距离),“wski”(明科夫斯基距离),”maximum”(切比雪夫距离),”manhattan”(绝对值距离),”canberra”(兰式距离),”minkowski”(马氏距离)等。
优点:精度高、对异常值不敏感、无数据输入假定。
缺点:计算复杂度高,空间复杂度高。

2 决策树

生成决策树的步骤
(1) 根据给定的训练数据,根据属性选择度量选择每一个维度来划分数据集,找到最关键的维度。
(2) 当某个分支下所有的数据都数据同一分类则终止划分并返回类标签,否则在此分支上重复实施(1)过程。
(3) 依次计算就将类标签构建成了一棵抉择树。
(4) 依靠训练数据构造了决策树之后,我们就可以将它用于实际数据的分类。
典型的算法有ID3 、C4.5、 CART(分类与回归树),三种算法均采用贪心(即非回溯的)方法,其中决策树以自顶向下递归的分支方式构造。但属性选择度量的不同:ID3采用信息增益度量;C4.5采用信息增益率;CART采用GINI指标。
优点:计算复杂度不高,输出结果易于理解,对中间值的缺失不敏感,可以处理不相关特征数据。
缺点:可能会产生匹配过度问题。

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