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机器学习之决策树(上)

决策树

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。

由于这种决策分支画成图形很像一棵树的枝干,故称决策树。在机器学习中,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。Entropy = 系统的凌乱程度,使用算法ID3, C4.5和C5.0生成树算法使用熵。

公式

当然也有推荐以2为底的对数

求两点分布的信息熵
 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt p = np.linspace(0.0000001,1,100) h = -(1-p)*np.log(1-p) - p*np.log(p)  # 公式 plt.plot(p,h) plt.show()  

图像如下:

在这里插入图片描述

即如果概率都是0.5的信息熵最大,举个例子如果两个球队的获胜概率都是0.5,那么会有更多的人去观看,带来的信息冲量也是最大的。也就是如果比赛激烈那些引起的信息流量也是非常庞大的。

Gini系数(基尼系数)

Gini系数是一种与信息熵类似的做特征选择的方式,可以用来数据的不纯度。

决策树如何可视化

先处理一个问题,如何将一个决策树可视化

安装好Graphviz

因为要使用sklearn自带的 export_graphviz

网址:http://www.graphviz.org/

设置环境变量

cmd执行命令
 pip install pydotplus  

如何绘画

这里使用的是export_graphviz

 import  numpy as np from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier from matplotlib import pyplot as plt import pydotplus from sklearn import tree  X = np.array([[2, 2],               [2, 1],               [2, 3],               [1, 2],               [1, 1],               [3, 3]])  y = np.array([0, 1, 1, 1, 0, 0])  plt.style.use('fivethirtyeight') plt.rcParams['font.size'] = 18 plt.figure(figsize=(8, 8))  # Plot each point as the label for x1, x2, label in zip(X[:, 0], X[:, 1], y):     plt.text(x1, x2, str(label), fontsize=40, color='g',              ha='center', va='center')  plt.grid(None) plt.xlim((0, 3.5)) plt.ylim((0, 3.5)) plt.xlabel('x1', size=20) plt.ylabel('x2', size=20) plt.title('Data', size=24) plt.show()    dec_tree = DecisionTreeClassifier() print(dec_tree) dec_tree.fit(X, y) print(dec_tree.score(X,y)) # export_graphviz dot_data = tree.export_graphviz(dec_tree, out_file=None,                                 feature_names=['x1', 'x2'],                                 class_names=['0', '1'],                                 filled=True, rounded=True,                                 special_characters=True) graph = pydotplus.graph_from_dot_data(dot_data) # 绘制图片 with open('demo.png', 'wb') as f:     f.write(graph.create_png())  # 绘制pdf graph.write_pdf('demo.pdf')  

pdf和图片一样

具体说下这个决策树

一开始 x1<2.5是判断条件,gini=0.5,就是1-0.5 2-0.5 2 = 0.5,说明x1 = x2 ,只有[1,1],[3,3],x1<=2.5,选反的即x1>2.5 ,,决策树先value选[3,3},现在有6个样本。如果x1<=2.5,而且x2>2.5,将[2,3]选出。去掉[3,3] 5个,False是决策树的预测,因为Gini=0或1,它必须做出预测,样本中没有[1,0],它预测为0的分类。每做一次判断,就会做一个预测Gini=0的情况,将它分类,下次遇到[1,0]就将它分为0.

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