ID3算法原理及Python实践.docxVIP

  1. 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

ID3算法原理及Python实践

一、ID3算法原理

ID3(IterativeDichotomiser3)算法是一种用于分类和预测的决策树学习算法,由RossQuinlan在1986年提出。该算法的核心原理基于信息论中的信息增益概念,通过选择信息增益最大的属性来构建决策树。以下是ID3算法原理的详细解释:

1.信息熵与信息增益

信息熵:信息熵是度量数据集中不确定性的一个指标。在ID3算法中,信息熵用于表示数据集在分类前的混乱程度。信息熵的值越大,表示数据集的不确定性越高,即数据集中的样本类别越分散。

信息增益:信息增益是指在选择某个属性进行划分后,数据集不确定性的减少程度。具体来说,信息增益是划分前数据集的信息熵与划分后所有子数据集加权平均信息熵之差。信息增益越大,表示该属性对于分类的贡献越大。

2.ID3算法步骤

ID3算法通过以下步骤构建决策树:

计算信息熵:首先计算整个数据集的信息熵,这表示了数据集在分类前的混乱程度。

选择最优属性:对于数据集中的每个属性,计算其信息增益。选择信息增益最大的属性作为当前节点的最优划分属性。

划分数据集:根据最优属性的不同取值,将数据集划分为若干个子集。

递归构建决策树:对每个子集重复步骤1至3,直到满足停止条件(如所有子集都属于同一类别或没有更多属性可供划分)。

构建决策树:根据选择的属性和划分结果构建决策树,每个节点表示一个属性,每个分支表示一个属性值,每个叶节点表示一个类别。

3.优缺点

优点:

原理简单,易于理解。

对于类别较少的分类问题效果较好。

生成的决策树规模较小,查询速度快。

缺点:

只能处理离散型数据,对于连续型数据需要预先进行离散化处理。

倾向于选择取值较多的属性作为划分属性,这可能导致决策树过于复杂,出现“过拟合”现象。

没有考虑缺失值处理,对于含有缺失值的数据集需要预处理。

4.应用场景

ID3算法适用于数据集属性较少,数据类型为离散型的分类问题。它常被用于解决文本分类、垃圾邮件过滤、医学诊断、金融风险评估等问题。

总的来说,ID3算法是一种经典的决策树学习算法,通过信息增益来选择最优属性进行数据集划分,从而构建出用于分类和预测的决策树。

二、ID3算法的Python实践

在Python中实现ID3算法,我们首先需要定义几个关键的功能:计算信息熵、计算信息增益,以及根据这些概念来构建决策树。以下是一个简化的ID3算法实现,假设我们只处理离散特征且数据已经是清洁的(没有缺失值)。

首先,我们需要安装或确认安装了numpy库,虽然在这个简单实现中我们可能不直接使用它,但它对于更复杂的数据处理任务是有用的。

下面是一个简单的ID3算法实现:

fromcollectionsimportCounter

frommathimportlog2

defcalc_entropy(target_counts):

计算信息熵

total=sum(target_counts.values())

entropy=0.0

forcountintarget_counts.values():

p=count/total

ifp0:

entropy-=p*log2(p)

returnentropy

defsplit_dataset(dataset,axis,value):

根据给定特征和值分割数据集

ret_dataset=[]

forfeature_vecindataset:

iffeature_vec[axis]==value:

reduced_feature_vec=feature_vec[:axis]

reduced_feature_vec.extend(feature_vec[axis+1:])

ret_dataset.append(reduced_feature_vec)

returnret_dataset

defchoose_best_feature_to_split(dataset):

选择最佳特征进行分割

num_features=len(dataset[0])-1#假设最后一列是目标变量

base_entropy=calc_entropy(Counter(row[-1]forrowindataset))

best_info_gain=0.0

best_feature=-1

for

文档评论(0)

AI智博信息 + 关注
实名认证
文档贡献者

Python数据挖掘

1亿VIP精品文档

相关文档