决策树ID3算法实现
决策树的ID3算法基于信息增益来选择最优特征,于是自己实现了一把,直接上代码。
"""
CreateTime : 2019/3/3 22:19
Author : X
Filename : decision_tree.py
""" import pandas as pd
from math import log2 def create_data_set():
"""Create 8 * 3 data set. two feature."""
data_set = [['long', 'thick', 'man'],
['short', 'thick', 'man'],
['short', 'thick', 'man'],
['long', 'thin', 'woman'],
['short', 'thin', 'woman'],
['short', 'thick', 'woman'],
['long', 'thick', 'woman'],
['long', 'thick', 'woman']]
labels = ['hair', 'sound']
return data_set, labels def calculate_entropy(data_set):
"""Calculate entropy by data set label.
formula: H(X) = -3/8*log(3/8, 2) - -5/8*log(5/8, 2)"""
data_len = data_set.shape[0]
entropy = 0
for size in data_set.groupby(data_set.iloc[:, -1]).size():
p_label = size/data_len
entropy -= p_label * log2(p_label)
return entropy def get_best_feature(data_set):
"""Get the best feature by infoGain.
formula: InfoGain(X, Y) = H(X) - H(X|Y)
H(X|Y) = sum(P(X) * H(Yx))"""
best_feature = -1
base_entropy = calculate_entropy(data_set)
best_info_gain = 0
len_data = data_set.shape[0]
for i in range(data_set.shape[1] - 1):
new_entropy = 0
for _, group in data_set.groupby(data_set.iloc[:, i]):
p_label = group.shape[0]/len_data
new_entropy += p_label * calculate_entropy(group)
info_gain = base_entropy - new_entropy
if info_gain > best_info_gain:
best_feature = i
best_info_gain = info_gain
return best_feature def majority_cnt(class_list):
"""When only class label, return the max label."""
majority_class = class_list.groupby(
class_list.iloc[:, -1]).size().sort_values().index[-1]
return majority_class def create_tree(data_set, labels):
"""data_set: DataFrame"""
class_list = data_set.values[:, -1]
class_list_set = set(class_list)
if len(class_list_set) == 1:
return list(class_list)[0]
if len(data_set.values[0]) == 1:
return majority_cnt(data_set)
best_feature = get_best_feature(data_set)
best_feature_label = labels[best_feature]
del labels[best_feature]
my_tree = {best_feature_label: {}}
for name, group in data_set.groupby(data_set.iloc[:, best_feature]):
group.drop(columns=[best_feature], axis=1, inplace=True)
my_tree[best_feature_label][name] = create_tree(group, labels)
return my_tree def classify(test_data, my_tree):
if not test_data:
return 'Not found class.'
for key, tree in my_tree.items():
if key != test_data[0]:
return classify(test_data, tree)
else:
if isinstance(tree, dict):
del test_data[0]
return classify(test_data, tree)
else:
return tree if __name__ == '__main__':
DATA_SET, LABELS = create_data_set()
TREE = create_tree(pd.DataFrame(DATA_SET), LABELS)
import json
print(json.dumps(TREE, indent=4))
print(classify(["thick", "long"], TREE))
C4.5算法是基于信息增益率来选择最优特征的,即在ID3算法基础上再求出信息增益率即可,将信息增益除以基于label的特征X的熵。
此处就不再给出实现代码,自己实现一遍意在加深理解。
决策树ID3算法实现的更多相关文章
- 数据挖掘之决策树ID3算法(C#实现)
决策树是一种非常经典的分类器,它的作用原理有点类似于我们玩的猜谜游戏.比如猜一个动物: 问:这个动物是陆生动物吗? 答:是的. 问:这个动物有鳃吗? 答:没有. 这样的两个问题顺序就有些颠倒,因为一般 ...
- 决策树ID3算法[分类算法]
ID3分类算法的编码实现 <?php /* *决策树ID3算法(分类算法的实现) */ /* *求信息增益Grain(S1,S2) */ //-------------------------- ...
- 决策树---ID3算法(介绍及Python实现)
决策树---ID3算法 决策树: 以天气数据库的训练数据为例. Outlook Temperature Humidity Windy PlayGolf? sunny 85 85 FALSE no ...
- 02-21 决策树ID3算法
目录 决策树ID3算法 一.决策树ID3算法学习目标 二.决策树引入 三.决策树ID3算法详解 3.1 if-else和决策树 3.2 信息增益 四.决策树ID3算法流程 4.1 输入 4.2 输出 ...
- 机器学习之决策树(ID3)算法与Python实现
机器学习之决策树(ID3)算法与Python实现 机器学习中,决策树是一个预测模型:他代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系.树中每个节点表示某个对象,而每个分叉路径则代表的某个可能的属性值,而每 ...
- 决策树ID3算法的java实现(基本试用所有的ID3)
已知:流感训练数据集,预定义两个类别: 求:用ID3算法建立流感的属性描述决策树 流感训练数据集 No. 头痛 肌肉痛 体温 患流感 1 是(1) 是(1) 正常(0) 否(0) 2 是(1) 是(1 ...
- 决策树 -- ID3算法小结
ID3算法(Iterative Dichotomiser 3 迭代二叉树3代),是一个由Ross Quinlan发明的用于决策树的算法:简单理论是越是小型的决策树越优于大的决策树. 算法归 ...
- 【Machine Learning in Action --3】决策树ID3算法
1.简单概念描述 决策树的类型有很多,有CART.ID3和C4.5等,其中CART是基于基尼不纯度(Gini)的,这里不做详解,而ID3和C4.5都是基于信息熵的,它们两个得到的结果都是一样的,本次定 ...
- 决策树ID3算法的java实现
决策树的分类过程和人的决策过程比较相似,就是先挑“权重”最大的那个考虑,然后再往下细分.比如你去看医生,症状是流鼻涕,咳嗽等,那么医生就会根据你的流鼻涕这个权重最大的症状先认为你是感冒,接着再根据你咳 ...
- 决策树ID3算法
决策树 (Decision Tree)是在已知各种情况发生概率的基础上,通过构成 决策树 来求取净现值的期望值大于等于零的概率,评价项目风险,判断其可行性的决策分析方法,是直观运用概率分析的一种图解法 ...
随机推荐
- Tomcat8.5 升级tomcat版本导致出现异常,Base64不存在
Tomcat8.5 升级tomcat版本导致出现异常,Base64不存在 原因分析: 由于tomcat由7升级到8.5导致Base64的引用路径错误,默认引用为8.5中的jar, 解决方案: 修改引用 ...
- Python 技术点
1.文件操作 1-1 遍历文件夹和文件 import os rootDir = "/path/to/root" for parent, dirnames, filenames in ...
- C语言程序设计实习报告
C语言程序设计实习报告 简介 语言实践心得体会范文在科技高度发展的今天,计算机在人们之中的作用越来越突出.而c语言作为一种计算机的语言,我们学习它,有助于我们更好的了解计算机,与计算机进行交流,因此, ...
- 20145310《网络对抗》Exp2 后门原理与实践
实验内容 (1)使用netcat获取主机操作Shell,cron启动,使用socat获取主机操作Shell, 任务计划启动. (2)使用MSF meterpreter生成可执行文件,利用ncat或so ...
- 20165211 2017-2018-2 《Java程序设计》第1周学习总结
20165211 丁奕 2017-2018-2 <Java程序设计>第1周学习总结 教材学习内容总结 在本周的学习过程中,我在虚拟机中完成了安装JDK,IDEA,Git,以及Java2实践 ...
- bzoj 2427 软件安装 - Tarjan - 树形动态规划
题目描述 现在我们的手头有N个软件,对于一个软件i,它要占用Wi的磁盘空间,它的价值为Vi.我们希望从中选择一些软件安装到一台磁盘容量为M计算机上,使得这些软件的价值尽可能大(即Vi的和最大). 但是 ...
- BZOJ 1063 道路设计(树形DP)
题目链接:http://61.187.179.132/JudgeOnline/problem.php?id=1063 题意:给出一个无环图( 也就是树,但是也有可能是森林),代表一个国家的城市.1是首 ...
- Python3基础 break while循环示例
Python : 3.7.0 OS : Ubuntu 18.04.1 LTS IDE : PyCharm 2018.2.4 Conda ...
- P2709 小B的询问
题目描述 小B有一个序列,包含N个1~K之间的整数.他一共有M个询问,每个询问给定一个区间[L..R],求Sigma(c(i)^2)的值,其中i的值从1到K,其中c(i)表示数字i在[L..R]中的重 ...
- swift设计模式学习 - 模板方法模式
移动端访问不佳,请访问我的个人博客 设计模式学习的demo地址,欢迎大家学习交流 模板方法模式 模板方法模式,定义一个操作中算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中.模板方法使得子类可以不改变一个算法的结 ...