各个分类算法优缺点

朴素贝叶斯的主要优点有:

1)朴素贝叶斯模型发源于古典数学理论,有稳定的分类效率。

2)对小规模的数据表现很好,能个处理多分类任务,适合增量式训练,尤其是数据量超出内存时,我们可以一批批的去增量训练。

3)对缺失数据不太敏感,算法也比较简单,常用于文本分类。

朴素贝叶斯的主要缺点有:   

1) 理论上,朴素贝叶斯模型与其他分类方法相比具有最小的误差率。但是实际上并非总是如此,这是因为朴素贝叶斯模型假设属性之间相互独立,这个假设在实际应用中往往是不成立的,在属性个数比较多或者属性之间相关性较大时,分类效果不好。而在属性相关性较小时,朴素贝叶斯性能最为良好。对于这一点,有半朴素贝叶斯之类的算法通过考虑部分关联性适度改进。

2)需要知道先验概率,且先验概率很多时候取决于假设,假设的模型可以有很多种,因此在某些时候会由于假设的先验模型的原因导致预测效果不佳。

3)由于我们是通过先验和数据来决定后验的概率从而决定分类,所以分类决策存在一定的错误率。

4)对输入数据的表达形式很敏感。

1决策树(Decision Trees)的优缺点

决策树的优点:

一、决策树易于理解和解释.人们在通过解释后都有能力去理解决策树所表达的意义。

二、对于决策树,数据的准备往往是简单或者是不必要的.其他的技术往往要求先把数据一般化,比如去掉多余的或者空白的属性。

三、能够同时处理数据型和常规型属性。其他的技术往往要求数据属性的单一。

四、决策树是一个白盒模型。如果给定一个观察的模型,那么根据所产生的决策树很容易推出相应的逻辑表达式。

五、易于通过静态测试来对模型进行评测。表示有可能测量该模型的可信度。

六、 在相对短的时间内能够对大型数据源做出可行且效果良好的结果。

七、 可以对有许多属性的数据集构造决策树。

八、 决策树可很好地扩展到大型数据库中,同时它的大小独立于数据库的大小。


决策树的缺点:

一、对于那些各类别样本数量不一致的数据,在决策树当中,信息增益的结果偏向于那些具有更多数值的特征。

二、决策树处理缺失数据时的困难。

三、 过度拟合问题的出现。

四、忽略数据集中属性之间的相关性。


2 人工神经网络的优缺点

人工神经网络的优点:分类的准确度高,并行分布处理能力强,分布存储及学习能力强,对噪声神经有较强的鲁棒性和容错能力,能充分逼近复杂的非线性关系,具备联想记忆的功能等。

人工神经网络的缺点:神经网络需要大量的参数,如网络拓扑结构、权值和阈值的初始值;不能观察之间的学习过程,输出结果难以解释,会影响到结果的可信度和可接受程度;学习时间过长,甚至可能达不到学习的目的。


3 遗传算法的优缺点

遗传算法的优点:

一、与问题领域无关切快速随机的搜索能力。

二、搜索从群体出发,具有潜在的并行性,可以进行多个个体的同时比较,鲁棒性好。

三、搜索使用评价函数启发,过程简单。

四、使用概率机制进行迭代,具有随机性。

五、具有可扩展性,容易与其他算法结合。


遗传算法的缺点:

一、遗传算法的编程实现比较复杂,首先需要对问题进行编码,找到最优解之后还需要对问题进行解码,

二、另外三个算子的实现也有许多参数,如交叉率和变异率,并且这些参数的选择严重影响解的品质,而目前这些参数的选择大部分是依靠经验.没有能够及时利用网络的反馈信息,故算法的搜索速度比较慢,要得要较精确的解需要较多的训练时间。

三、算法对初始种群的选择有一定的依赖性,能够结合一些启发算法进行改进。


4 KNN算法(K-Nearest Neighbour) 的优缺点

KNN算法的优点:

一、简单、有效。

二、重新训练的代价较低(类别体系的变化和训练集的变化,在Web环境和电子商务应用中是很常见的)。

三、计算时间和空间线性于训练集的规模(在一些场合不算太大)。

四、由于KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。

五、该算法比较适用于样本容量比较大的类域的自动分类,而那些样本容量较小的类域采用这种算法比较容易产生误分。


KNN算法缺点:

一、KNN算法是懒散学习方法(lazy learning,基本上不学习),一些积极学习的算法要快很多。

二、类别评分不是规格化的(不像概率评分)。

三、输出的可解释性不强,例如决策树的可解释性较强。

四、该算法在分类时有个主要的不足是,当样本不平衡时,如一个类的样本容量很大,而其他类样本容量很小时,有可能导致当输入一个新样本时,该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数。该算法只计算“最近的”邻居样本,某一类的样本数量很大,那么或者这类样本并不接近目标样本,或者这类样本很靠近目标样本。无论怎样,数量并不能影响运行结果。可以采用权值的方法(和该样本距离小的邻居权值大)来改进。

五、计算量较大。目前常用的解决方法是事先对已知样本点进行剪辑,事先去除对分类作用不大的样本。


5 支持向量机(SVM)的优缺点

SVM的优点:

一、可以解决小样本情况下的机器学习问题。

二、可以提高泛化性能。

三、可以解决高维问题。

四、可以解决非线性问题。

五、可以避免神经网络结构选择和局部极小点问题。

SVM的缺点:

一、对缺失数据敏感。

二、对非线性问题没有通用解决方案,必须谨慎选择Kernelfunction来处理。


6 朴素贝叶斯的优缺点

优点:

一、朴素贝叶斯模型发源于古典数学理论,有着坚实的数学基础,以及稳定的分类效率。

二、NBC模型所需估计的参数很少,对缺失数据不太敏感,算法也比较简单。


缺点:

一、理论上,NBC模型与其他分类方法相比具有最小的误差率。但是实际上并非总是如此,这是因为NBC模型假设属性之间相互独立,这个假设在实际应用中往往是不成立的(可以考虑用聚类算法先将相关性较大的属性聚类),这给NBC模型的正确分类带来了一定影响。在属性个数比较多或者属性之间相关性较大时,NBC模型的分类效率比不上决策树模型。而在属性相关性较小时,NBC模型的性能最为良好。

二、需要知道先验概率。

三、分类决策存在错误率


7 Adaboosting方法的优点

一、adaboost是一种有很高精度的分类器。

二、可以使用各种方法构建子分类器,Adaboost算法提供的是框架。

三、当使用简单分类器时,计算出的结果是可以理解的。而且弱分类器构造极其简单。

四、简单,不用做特征筛选。

五、不用担心overfitting。


8 Rocchio的优点

Rocchio算法的突出优点是容易实现,计算(训练和分类)特别简单,它通常用来实现衡量分类系统性能的基准系统,而实用的分类系统很少采用这种算法解决具体的分类问题。


9各种分类算法比较

根据这篇论文所得出的结论,

Calibrated boosted trees的性能最好,随机森林第二,uncalibrated bagged trees第三,calibratedSVMs第四, uncalibrated neural nets第五。

性能较差的是朴素贝叶斯,决策树。

有些算法在特定的数据集下表现较好。


### 不同有监督学习算法优缺点 #### 决策树 决策树是一种基于树形结构来进行预测模型构建的方法。该方法易于理解和解释,对于数值型和类别型的数据都能很好地处理。 优点: - 可读性强,容易理解并解释。 - 对于缺失值不敏感,在某些节点上可以根据其他路径继续进行判断[^1]。 缺点: - 容易过拟合训练数据,特别是在样本量较少的情况下。 - 当存在多个类别的离散属性时,可能会偏向那些具有更多取值级别的属性。 #### 支持向量机 (SVM) 支持向量机特别适合解决高维度空间中的分类问题,并且在面对线性和非线性的边界划分方面表现出色。它通过寻找最优超平面来最大化不同类别之间的间隔距离。 优点: - 更适用于高维数据集、线性不可分或非线性可分的问题,如图像识别、文本分类等场景。 - 使用核技巧可以有效地映射到更高维度的空间从而找到更好的分离面。 缺点: - 训练时间较长,尤其是在大规模数据集上的表现更为明显。 - 参数调整较为复杂,比如选择合适的内核函数及其对应的参数设置。 #### 神经网络(含卷积神经网络) 神经网络由多层感知器组成,可以通过大量的隐藏层自动提取特征表示。特别是卷积神经网络(CNN),因其特殊的架构设计而擅长处理网格状拓扑结构的数据,例如图片和声音信号。 优点: - 卷积神经网络具备表征学习的能力,能按照层次结构对输入信息实施平移不变分类操作[^5]。 - 隐含层内部采用卷积核参数共享机制以及层间连接稀疏特性,这有助于减少所需计算资源的同时保持良好的泛化性能。 缺点: - 构建有效的深层网络需要丰富的经验和专业知识指导下的调参过程。 - 相较于传统的浅度模型而言,深度学习通常需要更多的标注样本来达到较好的效果[^3]。 ```python from sklearn import datasets, tree, svm import matplotlib.pyplot as plt # 加载鸢尾花数据集作为例子展示不同类型的学习器 iris = datasets.load_iris() X, y = iris.data[:, :2], iris.target # 创建三个不同的分类器实例 clf_dt = tree.DecisionTreeClassifier().fit(X, y) # 决策树 clf_svm = svm.SVC(kernel='linear').fit(X, y) # SVM # 这里省略了具体的神经网络实现细节... def plot_decision_boundary(clf): h = .02 # 步长 x_min, x_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1 y_min, y_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1 xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h)) Z = clf.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()]) Z = Z.reshape(xx.shape) plt.contourf(xx, yy, Z, alpha=0.8) plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y, edgecolors='k', marker='o') plt.show() plot_decision_boundary(clf_dt) plt.title('Decision Tree Boundary') plot_decision_boundary(clf_svm) plt.title('Support Vector Machine Boundary') ```
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