5-1 决策树的模型

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了5-1 决策树的模型相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

决策树的模型

特征的选择

决定用哪个特征来划分特征空间。
通过信息增益选取对训练数据具有分类能力的特征。

信息增益g(D,A)定义为集合D的经验熵H(D)与特征A给定条件下D的经验条件熵H(D|A)之差,即
g ( D , A ) = H ( D ) − H ( D ∣ A ) g(D, A) = H(D) - H(D|A) g(D,A)=H(D)H(DA)

信息熵增益准则的特征选择方法:对训练数据集(或子集)D,计算其每个特征的信息增益,并比较它们的大小,选择信息增益最大的特征。

决策树的生成

生成最优决策树是NP完全问题。
因此使用启发式方法,生成次最优决策树。
即递归选择最优特征。

决策树的修剪

生成的决策树容易发生过拟合,需要修剪。
决策树的生成是寻找局部最优的决策树。
决策树的修剪则是寻找全局最优的决策树。

决策树的剪枝往往通过极小化决策树整体的损失函数来实现
定义:
T:修剪前的决策树
|T|:T的叶子结点树
t:T的某个叶结点
N t N_t Nt:叶结点t的样本数
N t k N_tk Ntk:叶结点t的样本中标签为k的样本树
H t ( T ) H_t(T) Ht(T) : 叶 结 点 t 上 的 经 验 熵 a : 参 数 , :叶结点t上的经验熵 a:参数, ta a ≥ 0 a \\ge 0 a0
损失函数:
C a ( T ) = C ( T ) + a ∣ T ∣ (1) C_a(T) = C(T) + a|T| \\tag 1 Ca(T)=C(T)+aT(1)
C ( T ) = ∑ ∣ T ∣ N t H t ( T ) (2) C(T) = \\sum^|T|N_tH_t(T) \\tag 2 C(T)=TNtHt(T)(2)
p k = N t k N t (3) p_k = \\fracN_tkN_t \\tag 3 pk=NtNtk(3)
H t ( T ) = − ∑ K p k log ⁡ p k (4) H_t(T) = -\\sum^Kp_k\\log p_k \\tag 4 Ht(T)=Kpklogpk(4)
说明:
公式(1)中的第1项为模型对训练数据预测误差,代表模型的模拟度
公式(1)代表模型的复杂度
公式(1)中的a代表平衡模型拟合度和复杂度之间的关系

损失函数极小化 = 正则化的极大似然估计

以上是关于5-1 决策树的模型的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

MATLAB简单实现ID3

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