cart回归树备忘录

决策树回顾

(1)决策树进化(ID3,C4.5,Cart)
提问:异同点

(2)决策树节点分裂评估准则

  1. 分类:信息增益,信息增益比率,gini系数
  2. 回归:MSE

提问:优缺点

(3)剪枝:预剪枝(泛化能力,自上而下,偏差,快),后剪枝(泛化能力,自下而上,慢)

提问:优缺点

Cart树

classifier and regression tree,既可分类任务,又可回归任务,但构建过程仅仅为二叉树

分类树

(1)最优特征选择准则:gini系数(从样本中任意取两样本不属于同一类的概率)
(2)算法流程:返回递归情形+递归分裂

回归树(最小二乘回归树)

最优特征选择准则:MSE(均方差)

  1. 在左右子树样本已知情况下,各节点预测值取均值时,左右子树MSE和最小;
  2. 那么接下来的问题是 如何选择特征j,以及特征对应的切分点s
    做法:遍历特征以及切分点,计算分裂后左右子树MSE和,取使得MSE最小的特征j和切分点s
### 原理 分类与回归树(classification and regression tree, CART)模型由 Beriman 等人在 1984 年提出,CART 回归树CART 模型用于回归任务的部分。CART 同样由特征选择、的生成及剪枝组成。在回归问题中,CART 回归树通过递归地将特征空间划分为多个不重叠的区域,每个区域对应一个预测值。划分的依据通常是最小化均方误差(MSE),即找到一个特征和该特征上的一个分割点,使得划分后的两个子区域内样本的目标值与子区域内样本目标值均值的误差平方和最小。通过不断重复这个划分过程,直到满足停止条件,如达到最大深度、节点样本数小于某个阈值等 [^1]。 ### 应用 CART 回归树被广泛应用,且被用于的集成模型,例如,GBDT、RF 等集成算法的基学习器都是 CART 。由于决策是典型的非线性模型,GBDT 和 RF 因此也是非线性模型。在实际应用中,CART 回归树可用于房价预测、股票价格预测、销售量预测等回归问题,能够处理非线性关系的数据,并且可以解释每个特征对预测结果的影响 [^2]。 ### 实现方法 以下是一个使用 Python 的`scikit-learn`库实现 CART 回归树的简单示例代码: ```python from sklearn.datasets import make_regression from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor from sklearn.metrics import mean_squared_error # 生成一些示例数据 X, y = make_regression(n_samples=100, n_features=10, noise=0.1, random_state=42) # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) # 创建 CART 回归树模型 model = DecisionTreeRegressor() # 训练模型 model.fit(X_train, y_train) # 进行预测 y_pred = model.predict(X_test) # 计算均方误差 mse = mean_squared_error(y_test, y_pred) print(f"均方误差: {mse}") ```
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