scikit-learn学习之决策树算法

简介: ======================================================================本系列博客主要参考 Scikit-Learn 官方网站上的每一个算法进行,并进行部分翻译,如有错误,请大家指正   ====================...
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本系列博客主要参考 Scikit-Learn 官方网站上的每一个算法进行,并进行部分翻译,如有错误,请大家指正   
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决策树的算法分析与Python代码实现请参考之前的一篇博客:点击阅读    接下来我主要演示怎么使用Scikit-Learn完成决策树算法的调用


iris数据集说明:

点击查看



决策树算法的优点:
1:理解和解释起来简单,且决策树模型可以想象
2:需要准备的数据量不大,而其他的技术往往需要很大的数据集,需要创建虚拟变量,去除不完整的数据,但是该算法对于丢失的数据不能进行准确的预测
3:决策树算法的时间复杂度(即预测数据)是用于训练决策树的数据点的对数
4:能够处理数字和数据的类别(需要做相应的转变),而其他算法分析的数据集往往是只有一种类型的变量
5:能够处理多输出的问题
6:使用白盒模型,如果给定的情况是在一个模型中观察到的,该条件的解释很容易解释的布尔逻辑,相比之下,在一个黑盒子模型(例如人工神经网络),结果可能更难以解释
7:可能使用统计检验来验证模型,这是为了验证模型的可靠性
8:从数据结果来看,它执行的效果很好,虽然它的假设有点违反真实模型



决策树算法的缺点:

1:决策树算法学习者可以创建复杂的树,但是没有推广依据,这就是所谓的过拟合,为了避免这种问题,出现了剪枝的概念,即设置一个叶子结点所需要的最小数目或者设置树的最大深度
2:决策树的结果可能是不稳定的,因为在数据中一个很小的变化可能导致生成一个完全不同的树,这个问题可以通过使用集成决策树来解决
3:众所周知,学习一恶搞最优决策树的问题是NP——得到几方面完全的优越性,甚至是一些简单的概念。因此,实际决策树学习算法是基于启发式算法,如贪婪算法,寻求在每个节点上的局部最优决策。这样的算法不能保证返回全局最优决策树。这可以减轻训练多棵树的合奏学习者,在那里的功能和样本随机抽样更换。
4:这里有一些概念是很难的理解的,因为决策树本身并不难很轻易的表达它们,比如说异或校验或复用的问题。
5:决策树学习者很可能在某些类占主导地位时创建有有偏异的树,因此建议用平衡的数据训练决策树



Classification  简单示例

>>> from sklearn import tree
>>> X = [[0, 0], [1, 1]]
>>> Y = [0, 1]
>>> clf = tree.DecisionTreeClassifier()
>>> clf = clf.fit(X, Y)
>>> clf.predict([[2., 2.]])
array([1])

Regression 简单示例

>>> from sklearn import tree
>>> X = [[0, 0], [2, 2]]
>>> y = [0.5, 2.5]
>>> clf = tree.DecisionTreeRegressor()
>>> clf = clf.fit(X, y)
>>> clf.predict([[1, 1]])
array([ 0.5])

决策树算法使用 示例

数据集如下图:


程序如下:
<span style="font-size:18px;">#-*- coding: UTF-8 -*- 
'''
Created on 2016/4/23

@author: Administrator
'''
from sklearn.feature_extraction import DictVectorizer
import csv
from sklearn import preprocessing
from sklearn import tree
from sklearn.externals.six import StringIO

#Read in the csv File and put feature in a list of class label
allElectronicsData = open(r"example.csv","rb")
reader = csv.reader(allElectronicsData)
headers = reader.next()
#print headers

featureList = []  
labelList = []
#存放在两个元祖中
for row in reader:
    labelList.append(row[len(row)-1])
    rowDic = {}
    for i in range(1,len(row)-1):
        rowDic[headers[i]] = row[i]
    featureList.append(rowDic)
    
# print featureList
# print labelList

# Vector Feature
vec = DictVectorizer()
dummyX = vec.fit_transform(featureList) .toarray()
# print "dummyX:",dummyX
# print vec.get_feature_names()
# print "labelList:"+str(labelList)

lb = preprocessing.LabelBinarizer()
dummyY = lb.fit_transform(labelList)
#print "dummyY:" + str(dummyY)

#using desicionTree for classfication
clf = tree.DecisionTreeClassifier(criterion="entropy") #创建一个分类器,entropy决定了用ID3算法
clf = clf.fit(dummyX, dummyY)
print "clf:"+str(clf)

#Visulize model
with open("allEallElectronicInfomationGainori.txt","w") as f:
    f = tree.export_graphviz(clf, feature_names=vec.get_feature_names(), out_file = f)

#预测    
oneRowX = dummyX[0,:]
#print "oneRowX:" +str(oneRowX)

newRowX = oneRowX
newRowX[0] = 1
newRowX[2] = 0
print "newRowX:" +str(newRowX)

predictedY = clf.predict(newRowX)
print "predictedY:" + str(predictedY)</span>

使用命令导出图形为pdf:dot -T pdf ex.txt -o output.pdf.txt  (windows cmd的命令)


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