文章目錄

• • 1. 訓(xùn)練與可視化
  • 2. 分類(lèi)預(yù)測(cè)
  • 3. 模型參數(shù)
  • 4. 回歸
  • 5. 不穩(wěn)定性

本文為《機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)：基于Scikit-Learn和TensorFlow》的讀書(shū)筆記。
中文翻譯參考

《統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法》決策樹(shù)筆記

決策樹(shù)可以分類(lèi)，也可以回歸，還有多輸出任務(wù)
是隨機(jī)森林的基礎(chǔ)組成部分

1. 訓(xùn)練與可視化

from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier iris = load_iris() X = iris.data[:, 2:] # petal length and width y = iris.target tree_clf = DecisionTreeClassifier(max_depth=2) tree_clf.fit(X, y) from sklearn.tree import export_graphviz export_graphviz(tree_clf,out_file="iris_tree.dot",feature_names=iris.feature_names[2:],class_names=iris.target_names,rounded=True,filled=True)

安裝好Graphviz，在cmd下輸入 dot -Tpng iris_tree.dot -o iris_tree.png # cmd，生成決策樹(shù)可視化圖片

2. 分類(lèi)預(yù)測(cè)

決策樹(shù)特性：不需要太多的數(shù)據(jù)預(yù)處理，尤其是不需特征縮放或歸一化

tree_clf.predict_proba([[5,1.5]]) # array([[0. , 0.90740741, 0.09259259]]) tree_clf.predict([[5,1.5]]) # array([1])

• 預(yù)測(cè)時(shí)間復(fù)雜度：$O({\log }_{2}m)$，與特征數(shù)量無(wú)關(guān)，m為樣本數(shù)
• 訓(xùn)練時(shí)間復(fù)雜度：$O(nm\log m)$ ，n 為特征數(shù)量max_features

通常，算法使用 Gini 不純度來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，也可以設(shè)置為entropy

• 基尼指數(shù)計(jì)算稍微快一點(diǎn)，SKlearn默認(rèn)值
• 基尼指數(shù)會(huì)趨于在樹(shù)的分支中將最多的類(lèi)隔離出來(lái)
• 熵指數(shù)趨向于產(chǎn)生略微平衡一些的決策樹(shù)模型

3. 模型參數(shù)

決策樹(shù)不需要事先設(shè)置參數(shù)，不添加約束的決策樹(shù)模型，能很好的擬合數(shù)據(jù)，容易過(guò)擬合

• min_samples_split（節(jié)點(diǎn)在被分裂之前必須具有的最小樣本數(shù)）
• min_samples_leaf（葉節(jié)點(diǎn)必須具有的最小樣本數(shù)）
• min_weight_fraction_leaf（和min_samples_leaf相同，但表示為加權(quán)總數(shù)的一小部分實(shí)例）
• max_leaf_nodes（葉節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量）
• max_features（在每個(gè)節(jié)點(diǎn)被評(píng)估是否分裂的時(shí)候，具有的最大特征數(shù)量）
• 增加min_* hyperparameters或者減少max_* hyperparameters會(huì)使模型正則化。

使用假設(shè)檢驗(yàn)進(jìn)行剪枝

上圖左側(cè)沒(méi)有剪枝，模型過(guò)擬合了

4. 回歸

同樣需要設(shè)置合理的參數(shù)，左側(cè)過(guò)擬合了

5. 不穩(wěn)定性

• 決策樹(shù) 對(duì)旋轉(zhuǎn)很敏感，可以使用 PCA 主成分分析，緩解

• 決策樹(shù) 對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的微小變化非常敏感，隨機(jī)森林可以通過(guò)多棵樹(shù)的平均預(yù)測(cè)值限制這種不穩(wěn)定性

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[Hands On ML] 6. 决策树的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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