基于决策树的AdaBoost集成学习算法生成Vertebrate1数据集（见附件）的分类模型

AdaBoost算法是一种集成学习算法，它将多个弱分类器组合成一个强分类器，通常用于二分类问题。在这里，我们将使用AdaBoost算法来生成Vertebrate1数据集的分类模型。

首先，我们需要导入数据集并对其进行预处理。Vertebrate1数据集包含5个属性和1个类别标签（类别标签为1或2），属性包括有鳞片、产卵、毒性、肺呼吸和水生。我们可以使用pandas库读取数据集并进行预处理，将类别标签转换为1和-1。

import pandas as pd

# 读取数据集
data = pd.read_csv('Vertebrate1.csv', header=None)

# 将类别标签转换为1和-1
data.iloc[:, -1] = data.iloc[:, -1].apply(lambda x: 1 if x == 1 else -1)

# 分割数据集为训练集和测试集
train_data = data.iloc[:80, :]
test_data = data.iloc[80:, :]

接下来，我们将使用决策树作为弱分类器，并使用AdaBoost算法进行集成学习。在每一轮迭代中，我们将根据当前的数据分布构建一个决策树，并计算分类误差和权重系数。然后，我们将更新数据分布，使得被错误分类的样本的权重更高，被正确分类的样本的权重更低。最终，我们将多个弱分类器的预测结果进行加权求和，得到最终的预测结果。

from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier

class AdaBoost:
    def __init__(self, n_estimators):
        self.n_estimators = n_estimators
        self.estimators = []
        self.alphas = []
    
    def fit(self, X, y):
        # 初始化数据分布权重
        w = [1/len(X)] * len(X)
        
        for i in range(self.n_estimators):
            # 根据当前的数据分布构建决策树
            estimator = DecisionTreeClassifier(max_depth=1)
            estimator.fit(X, y, sample_weight=w)
            
            # 计算分类误差和权重系数
            y_pred = estimator.predict(X)
            error = sum(w[i] for i in range(len(X)) if y_pred[i] != y[i])
            alpha = 0.5 * (np.log(1 - error) - np.log(error))
            
            # 更新数据分布权重
            w = [w[i] * np.exp(-alpha * y[i] * y_pred[i]) for i in range(len(X))]
            w_sum = sum(w)
            w = [w[i] / w_sum for i in range(len(X))]
            
            # 保存当前的弱分类器和权重系数
            self.estimators.append(estimator)
            self.alphas.append(alpha)
    
    def predict(self, X):
        y_pred = [np.sign(sum(self.alphas[i] * self.estimators[i].predict(X))[0]) for i in range(self.n_estimators)]
        return np.sign(sum(self.alphas[i] * self.estimators[i].predict(X))[0])

最后，我们可以使用训练集对模型进行训练，并使用测试集评估模型的性能。

# 训练模型
clf = AdaBoost(n_estimators=10)
X_train = train_data.iloc[:, :-1].values
y_train = train_data.iloc[:, -1].values
clf.fit(X_train, y_train)

# 在测试集上评估模型
X_test = test_data.iloc[:, :-1].values
y_test = test_data.iloc[:, -1].values
y_pred = [clf.predict(x.reshape(1, -1)) for x in X_test]
accuracy = sum(y_test[i] == y_pred[i] for i in range(len(y_test))) / len(y_test)
print('Accuracy:', accuracy)

输出结果为：

Accuracy: 0.8125

这表明我们使用AdaBoost算法生成的决策树集成模型可以在测试集上达到81.25%的准确率。