Python3.0 實(shí)現(xiàn)決策樹(shù)算法的流程
決策樹(shù)的一般流程
檢測(cè)數(shù)據(jù)集中的每個(gè)子項(xiàng)是否屬于同一個(gè)分類(lèi)
if so return 類(lèi)標(biāo)簽 Else
尋找劃分?jǐn)?shù)據(jù)集的最好特征
劃分?jǐn)?shù)據(jù)集
創(chuàng)建分支 節(jié)點(diǎn)
from math import log
import operator
#生成樣本數(shù)據(jù)集
def createDataSet():
dataSet = [[1,1,'yes'],
[1,1,'yes'],
[1,0,'no'],
[0,1,'no'],
[0,1,'no']]
labels = ['no surfacing','flipper']
return dataSet,labels
# 計(jì)算香農(nóng)熵 香農(nóng) 大神必須要膜拜啊,信息界的根目錄人物啊
# no surfacing 指的是 不浮出水面能否生存 1 標(biāo)識(shí) 是 0 指的是否
# flipper 指的是是否有腳
# yes no指的是否是魚(yú)類(lèi)
def calcShannonEnt(dataSet):
numEntries = len(dataSet) # 用上面的createDataSet dataSet 這個(gè)值就是5
#定義標(biāo)簽字典
labelCounts = {}
# 為所有可能的分類(lèi)創(chuàng)建字典
for featVec in dataSet:
currentLabel = featVec[-1] #這個(gè)-1指的是去取最后一個(gè)維度 對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)dataSet 這里取的是yes和no
if currentLabel not in labelCounts.keys():
# 如果當(dāng)前分類(lèi)標(biāo)簽不在 標(biāo)簽字典中
labelCounts[currentLabel] = 0
# 其他情況 分類(lèi)標(biāo)簽分類(lèi)加1
labelCounts[currentLabel] += 1
#定義香農(nóng)熵 以2為底數(shù)求對(duì)數(shù)
shannonEnt = 0.0
for key in labelCounts:
#計(jì)算 yes 或者No 出現(xiàn)的概率
pro = float(labelCounts[key])/numEntries
# 計(jì)算香農(nóng)熵
shannonEnt -= pro*log(pro,2)
return shannonEnt
#dataSet是待劃分的數(shù)據(jù)集, 劃分?jǐn)?shù)據(jù)集的特征 axis 特征的返回值value
#最后是創(chuàng)建了一個(gè)新的列表對(duì)象
def splitDataSet(dataSet, axis , value):
# 創(chuàng)建新list對(duì)象
retDataSet = []
for featVec in dataSet:
if featVec[axis] == value:
reducedFeatVec = featVec[:axis]
reducedFeatVec.extend(featVec[axis+1:])
retDataSet.append(reducedFeatVec)
return retDataSet
# 選擇最好的特征值進(jìn)行數(shù)據(jù)集劃分
def chooseBestFeatureToSplit(dataSet):
# len(dataSet[0])是計(jì)算這一行有多少列,即有多少個(gè)特征值
numFeatures = len(dataSet[0])-1 # -1 是最后一個(gè)特征值就不要記錄在內(nèi)了,算baseEntrop的時(shí)候已經(jīng)算了最后一個(gè)特征值yes no
baseEntropy = calcShannonEnt(dataSet)
bestInfoGain = 0.0
bestFeature = -1
for i in range(numFeatures):
#創(chuàng)建唯一的分類(lèi)標(biāo)簽列表 也就是說(shuō)提取dataSet每一行第i個(gè)值 就提取dat
featList = [example[i] for example in dataSet]
# 取出有幾種特征值
uniqueVals = set(featList)
newEntropy = 0.0
for value in uniqueVals:
#創(chuàng)建特征值的子數(shù)據(jù)集
subDataSet = splitDataSet(dataSet,i, value)
#計(jì)算該特征值數(shù)據(jù)對(duì)總數(shù)在數(shù)據(jù)對(duì)總數(shù)出現(xiàn)的概率
pro = len(subDataSet)/float(len(dataSet))
#計(jì)算分割出來(lái)的子集香農(nóng)熵
newEntropy += pro*calcShannonEnt(subDataSet)
#計(jì)算信息增益 得到最好的特征值 這個(gè)理論是這樣的g(D,A) = H(D)-H(D/A)
infoGain = baseEntropy-newEntropy
#取出最大的信息增益,此時(shí)特征值最大
if(infoGain >bestInfoGain):
bestInfoGain = infoGain
bestFeature = i
return bestFeature
'''
#構(gòu)建決策樹(shù)是根據(jù)特征值的消耗來(lái)計(jì)算的,如果后面的特征值已經(jīng)全部用完了
但是還沒(méi)有分出結(jié)果,這個(gè)時(shí)候就需要使用多數(shù)表決方式計(jì)算節(jié)點(diǎn)分類(lèi)
最后返回最大的分類(lèi)
'''
def majorityCnt(classList):
# 分類(lèi)的字典
classCount = {}
for vote in range(classList):
#如果不在 分類(lèi)字典中
if vote not in classCount.keys(): classCount[vote] = 0
classCount[vote] += 1
# 根據(jù)出現(xiàn)的次數(shù)大到小排序
sortedClassCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True)
return sortedClassCount[0][0]
#創(chuàng)建決策樹(shù)
def createTree(dataSet, labels):
# 獲取數(shù)據(jù)樣本每組最后一組的特征值 這里是yes,no
classList = [example[-1] for example in dataSet]
# 如果說(shuō)這個(gè)classList 全部都是 yes 或者全部是no 那肯定子返回yes 或者no
if(classList.count(classList[0]) == len(classList)):
return classList[0]
#如果遍歷完所有的特征返回出現(xiàn)次數(shù)最多的
#是用消耗特征值的方式進(jìn)行構(gòu)造決策樹(shù)的,每次會(huì)消掉一個(gè)特征值
if len(dataSet[0]) == 1:
return majorityCnt(classList)
#選擇最好的特征值
bestFeat = chooseBestFeatureToSplit(dataSet)
bestFeatLabel = labels[bestFeat]
myTree = {bestFeatLabel:{}}
# 刪除labels中的一特征值
del(labels[bestFeat])
#找到特征值那一列
featValues = [example[bestFeat] for example in dataSet]
uniqueVals = set(featValues)
for value in uniqueVals:
# labels列表的賦值
subLabels = labels[:]
myTree[bestFeatLabel][value]=createTree(splitDataSet(dataSet,bestFeat,value),subLabels)
return myTree
dataSet,lables = createDataSet()
shannonEnt= calcShannonEnt(dataSet)
my = createTree(dataSet,lables)
print(my)
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的Python3.0 實(shí)現(xiàn)決策樹(shù)算法的流程,希望對(duì)大家有所幫助,如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持!
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