优点:计算复杂度不高,输出结果易于理解,对中间值缺失不敏感,可以处理不相关特征数据。
缺点:可能会产生过度匹配问题。
适用数据类型:数值型和标称型。
1.信息增益
划分数据集的目的是:将无序的数据变得更加有序。组织杂乱无章数据的一种方法就是使用信息论度量信息。通常采用信息增益,信息增益是指数据划分前后信息熵的减少值。信息越无序信息熵越大,获得信息增益最高的特征就是最好的选择。
熵定义为信息的期望,符号xi的信息定义为:
其中p(xi)为该分类的概率。
熵,即信息的期望值为:
计算信息熵的代码如下:
def calcShannonEnt(dataSet):
numEntries = len(dataSet)
labelCounts = {}
for featVec in dataSet:
currentLabel = featVec[-1]
if currentLabel not in labelCounts:
labelCounts[currentLabel] = 0
labelCounts[currentLabel] += 1
shannonEnt = 0
for key in labelCounts:
shannonEnt = shannonEnt - (labelCounts[key]/numEntries)*math.log2(labelCounts[key]/numEntries)
return shannonEnt
可以根据信息熵,按照获取最大信息增益的方法划分数据集。
2.划分数据集
划分数据集就是将所有符合要求的元素抽出来。
def splitDataSet(dataSet,axis,value):
retDataset = []
for featVec in dataSet:
if featVec[axis] == value:
newVec = featVec[:axis]
newVec.extend(featVec[axis+1:])
retDataset.append(newVec)
return retDataset
3.选择最好的数据集划分方式
信息增益是熵的减少或者是信息无序度的减少。
def chooseBestFeatureToSplit(dataSet):
numFeatures = len(dataSet[0]) - 1
bestInfoGain = 0
bestFeature = -1
baseEntropy = calcShannonEnt(dataSet)
for i in range(numFeatures):
allValue = [example[i] for example in dataSet]#列表推倒,创建新的列表
allValue = set(allValue)#最快得到列表中唯一元素值的方法
newEntropy = 0
for value in allValue:
splitset = splitDataSet(dataSet,i,value)
newEntropy = newEntropy + len(splitset)/len(dataSet)*calcShannonEnt(splitset)
infoGain = baseEntropy - newEntropy
if infoGain > bestInfoGain:
bestInfoGain = infoGain
bestFeature = i
return bestFeature
4.递归创建决策树
结束条件为:程序遍历完所有划分数据集的属性,或每个分支下的所有实例都具有相同的分类。
当数据集已经处理了所有属性,但是类标签还不唯一时,采用多数表决的方式决定叶子节点的类型。
def majorityCnt(classList):
classCount = {}
for value in classList:
if value not in classCount: classCount[value] = 0
classCount[value] += 1
classCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True)
return classCount[0][0]
生成决策树:
def createTree(dataSet,labels):
classList = [example[-1] for example in dataSet]
labelsCopy = labels[:]
if classList.count(classList[0]) == len(classList):
return classList[0]
if len(dataSet[0]) == 1:
return majorityCnt(classList)
bestFeature = chooseBestFeatureToSplit(dataSet)
bestLabel = labelsCopy[bestFeature]
myTree = {bestLabel:{}}
featureValues = [example[bestFeature] for example in dataSet]
featureValues = set(featureValues)
del(labelsCopy[bestFeature])
for value in featureValues:
subLabels = labelsCopy[:]
myTree[bestLabel][value] = createTree(splitDataSet(dataSet,bestFeature,value),subLabels)
return myTree
5.测试算法——使用决策树分类
同样采用递归的方式得到分类结果。
def classify(inputTree,featLabels,testVec):
currentFeat = list(inputTree.keys())[0]
secondTree = inputTree[currentFeat]
try:
featureIndex = featLabels.index(currentFeat)
except ValueError as err:
print('yes')
try:
for value in secondTree.keys():
if value == testVec[featureIndex]:
if type(secondTree[value]).__name__ == 'dict':
classLabel = classify(secondTree[value],featLabels,testVec)
else:
classLabel = secondTree[value]
return classLabel
except AttributeError:
print(secondTree)
6.完整代码如下
import numpy as np
import math
import operator
def createDataSet():
dataSet = [[1,1,'yes'],
[1,1,'yes'],
[1,0,'no'],
[0,1,'no'],
[0,1,'no'],]
label = ['no surfacing','flippers']
return dataSet,label
def calcShannonEnt(dataSet):
numEntries = len(dataSet)
labelCounts = {}
for featVec in dataSet:
currentLabel = featVec[-1]
if currentLabel not in labelCounts:
labelCounts[currentLabel] = 0
labelCounts[currentLabel] += 1
shannonEnt = 0
for key in labelCounts:
shannonEnt = shannonEnt - (labelCounts[key]/numEntries)*math.log2(labelCounts[key]/numEntries)
return shannonEnt
def splitDataSet(dataSet,axis,value):
retDataset = []
for featVec in dataSet:
if featVec[axis] == value:
newVec = featVec[:axis]
newVec.extend(featVec[axis+1:])
retDataset.append(newVec)
return retDataset
def chooseBestFeatureToSplit(dataSet):
numFeatures = len(dataSet[0]) - 1
bestInfoGain = 0
bestFeature = -1
baseEntropy = calcShannonEnt(dataSet)
for i in range(numFeatures):
allValue = [example[i] for example in dataSet]
allValue = set(allValue)
newEntropy = 0
for value in allValue:
splitset = splitDataSet(dataSet,i,value)
newEntropy = newEntropy + len(splitset)/len(dataSet)*calcShannonEnt(splitset)
infoGain = baseEntropy - newEntropy
if infoGain > bestInfoGain:
bestInfoGain = infoGain
bestFeature = i
return bestFeature
def majorityCnt(classList):
classCount = {}
for value in classList:
if value not in classCount: classCount[value] = 0
classCount[value] += 1
classCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True)
return classCount[0][0]
def createTree(dataSet,labels):
classList = [example[-1] for example in dataSet]
labelsCopy = labels[:]
if classList.count(classList[0]) == len(classList):
return classList[0]
if len(dataSet[0]) == 1:
return majorityCnt(classList)
bestFeature = chooseBestFeatureToSplit(dataSet)
bestLabel = labelsCopy[bestFeature]
myTree = {bestLabel:{}}
featureValues = [example[bestFeature] for example in dataSet]
featureValues = set(featureValues)
del(labelsCopy[bestFeature])
for value in featureValues:
subLabels = labelsCopy[:]
myTree[bestLabel][value] = createTree(splitDataSet(dataSet,bestFeature,value),subLabels)
return myTree
def classify(inputTree,featLabels,testVec):
currentFeat = list(inputTree.keys())[0]
secondTree = inputTree[currentFeat]
try:
featureIndex = featLabels.index(currentFeat)
except ValueError as err:
print('yes')
try:
for value in secondTree.keys():
if value == testVec[featureIndex]:
if type(secondTree[value]).__name__ == 'dict':
classLabel = classify(secondTree[value],featLabels,testVec)
else:
classLabel = secondTree[value]
return classLabel
except AttributeError:
print(secondTree)
if __name__ == "__main__":
dataset,label = createDataSet()
myTree = createTree(dataset,label)
a = [1,1]
print(classify(myTree,label,a))
7.编程技巧
extend与append的区别
newVec.extend(featVec[axis+1:])
retDataset.append(newVec)
extend([]),是将列表中的每个元素依次加入新列表中
append()是将括号中的内容当做一项加入到新列表中
列表推到
创建新列表的方式
allValue = [example[i] for example in dataSet]
提取列表中唯一的元素
allValue = set(allValue)
列表/元组排序,sorted()函数
classCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True)
列表的复制
labelsCopy = labels[:]
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助.
数据分析咨询请扫描二维码
在准备数据分析师面试时,掌握高频考题及其解答是应对面试的关键。为了帮助大家轻松上岸,以下是10个高频考题及其详细解析,外加 ...
2024-12-20互联网数据分析师是一个热门且综合性的职业,他们通过数据挖掘和分析,为企业的业务决策和运营优化提供强有力的支持。尤其在如今 ...
2024-12-20在现代商业环境中,数据分析师是不可或缺的角色。他们的工作不仅仅是对数据进行深入分析,更是协助企业从复杂的数据信息中提炼出 ...
2024-12-20随着大数据时代的到来,数据驱动的决策方式开始受到越来越多企业的青睐。近年来,数据分析在人力资源管理中正在扮演着至关重要的 ...
2024-12-20在数据分析的世界里,表面上的技术操作只是“入门票”,而真正的高手则需要打破一些“看不见的墙”。这些“隐形天花板”限制了数 ...
2024-12-19在数据分析领域,尽管行业前景广阔、岗位需求旺盛,但实际的工作难度却远超很多人的想象。很多新手初入数据分析岗位时,常常被各 ...
2024-12-19入门数据分析,许多人都会感到“难”,但这“难”究竟难在哪儿?对于新手而言,往往不是技术不行,而是思维方式、业务理解和实践 ...
2024-12-19在如今的行业动荡背景下,数据分析师的职业前景虽然面临一些挑战,但也充满了许多新的机会。随着技术的不断发展和多领域需求的提 ...
2024-12-19在信息爆炸的时代,数据分析师如同探险家,在浩瀚的数据海洋中寻觅有价值的宝藏。这不仅需要技术上的过硬实力,还需要一种艺术家 ...
2024-12-19在当今信息化社会,大数据已成为各行各业不可或缺的宝贵资源。大数据专业应运而生,旨在培养具备扎实理论基础和实践能力,能够应 ...
2024-12-19阿里P8、P9失业都找不到工作?是我们孤陋寡闻还是世界真的已经“癫”成这样了? 案例一:本硕都是 985,所学的专业也是当红专业 ...
2024-12-19CDA持证人Louis CDA持证人基本情况 我大学是在一个二线城市的一所普通二本院校读的,专业是旅游管理,非计算机非统计学。毕业之 ...
2024-12-18最近,知乎上有个很火的话题:“一个人为何会陷入社会底层”? 有人说,这个世界上只有一个分水岭,就是“羊水”;还有人说,一 ...
2024-12-18在这个数据驱动的时代,数据分析师的技能需求快速增长。掌握适当的编程语言不仅能增强分析能力,还能帮助分析师从海量数据中提取 ...
2024-12-17在当今信息爆炸的时代,数据分析已经成为许多行业中不可或缺的一部分。想要在这个领域脱颖而出,除了热情和毅力外,你还需要掌握 ...
2024-12-17数据分析,是一项通过科学方法处理数据以获取洞察并支持决策的艺术。无论是在商业环境中提升业绩,还是在科研领域推动创新,数据 ...
2024-12-17在数据分析领域,图表是我们表达数据故事的重要工具。它们不仅让数据变得更加直观,也帮助我们更好地理解数据中的趋势和模式。相 ...
2024-12-16在当今社会,我们身处着一个飞速发展、变化迅猛的时代。不同行业在科技进步、市场需求和政策支持的推动下蓬勃发展,呈现出令人瞩 ...
2024-12-16在现代商业世界中,数据分析师扮演着至关重要的角色。他们通过解析海量数据,为企业战略决策提供有力支持。要有效完成这项任务, ...
2024-12-16在当今数据爆炸的时代,数据分析师是组织中不可或缺的导航者。他们通过从大量数据中提取可操作的洞察力,帮助企业在竞争激烈的市 ...
2024-12-16