随机森林的代码,不要调sklearn包

时间: 2023-07-03 07:03:33 浏览: 92
好的,以下是一个简单的随机森林实现的代码,不使用sklearn包: ```python import numpy as np import pandas as pd class RandomForest: def __init__(self, n_estimators=10, max_depth=None, min_samples_split=2): self.n_estimators = n_estimators self.max_depth = max_depth self.min_samples_split = min_samples_split self.trees = [] def fit(self, X, y): for i in range(self.n_estimators): tree = DecisionTree(max_depth=self.max_depth, min_samples_split=self.min_samples_split) sample_indices = np.random.choice(len(X), len(X), replace=True) X_sample = X[sample_indices] y_sample = y[sample_indices] tree.fit(X_sample, y_sample) self.trees.append(tree) def predict(self, X): predictions = np.zeros((X.shape[0], len(self.trees))) for i, tree in enumerate(self.trees): predictions[:, i] = tree.predict(X) return np.mean(predictions, axis=1) class DecisionTree: def __init__(self, max_depth=None, min_samples_split=2): self.max_depth = max_depth self.min_samples_split = min_samples_split def fit(self, X, y): self.tree = self.build_tree(X, y, depth=0) def build_tree(self, X, y, depth): n_samples, n_features = X.shape n_labels = len(np.unique(y)) if depth == self.max_depth or n_samples < self.min_samples_split or n_labels == 1: leaf_value = self.get_leaf_value(y) return Node(value=leaf_value) feature_indices = np.random.choice(n_features, int(np.sqrt(n_features)), replace=False) best_feature, best_threshold = self.get_best_split(X, y, feature_indices) left_indices, right_indices = self.split(X[:, best_feature], best_threshold) left_subtree = self.build_tree(X[left_indices], y[left_indices], depth+1) right_subtree = self.build_tree(X[right_indices], y[right_indices], depth+1) return Node(best_feature, best_threshold, left_subtree, right_subtree) def get_best_split(self, X, y, feature_indices): best_gain = -np.inf split_index, split_threshold = None, None for feature_index in feature_indices: X_feature = X[:, feature_index] thresholds = np.unique(X_feature) for threshold in thresholds: gain = self.get_information_gain(y, X_feature, threshold) if gain > best_gain: best_gain = gain split_index = feature_index split_threshold = threshold return split_index, split_threshold def get_information_gain(self, y, X_feature, threshold): parent_entropy = self.get_entropy(y) left_indices, right_indices = self.split(X_feature, threshold) n_left, n_right = len(left_indices), len(right_indices) if n_left == 0 or n_right == 0: return 0 left_entropy = self.get_entropy(y[left_indices]) right_entropy = self.get_entropy(y[right_indices]) child_entropy = (n_left/len(y))*left_entropy + (n_right/len(y))*right_entropy return parent_entropy - child_entropy def get_entropy(self, y): _, counts = np.unique(y, return_counts=True) probabilities = counts / len(y) entropy = -np.sum(probabilities * np.log2(probabilities)) return entropy def split(self, X_feature, threshold): left_indices = np.argwhere(X_feature <= threshold).flatten() right_indices = np.argwhere(X_feature > threshold).flatten() return left_indices, right_indices def get_leaf_value(self, y): _, counts = np.unique(y, return_counts=True) return np.argmax(counts) class Node: def __init__(self, feature_index=None, threshold=None, left=None, right=None, value=None): self.feature_index = feature_index self.threshold = threshold self.left = left self.right = right self.value = value def is_leaf_node(self): return self.value is not None def predict(self, x): if self.is_leaf_node(): return self.value if x[self.feature_index] <= self.threshold: return self.left.predict(x) else: return self.right.predict(x) ``` 注意,这个实现只实现了随机森林的基本功能,并没有包括sklearn中的其他功能,例如特征重要性评估,超参数调整等。
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