b.csv文件部分如下: 日期,天气状况,最高气温,最低气温,风力 2023/2/1,阴,2,1,3 2023/2/2,多云,2,1,1 2023/2/3,阴,2,1,2 2023/2/4,阴,2,1,1 2023/2/5,中雨,2,1,2 2023/2/6,小雨,2,1,3 2023/2/7,小雨,1,1,2 2023/2/8,阴,1,1,3 2023/2/9,晴,1,1,2 2023/2/10,晴,2,1,4 2023/2/11,多云,2,1,3 请写出ID3的python代码(可以根据输入的最高温度,最低温度,风力来预测天气状况,日期不参与)
时间: 2023-09-03 07:16:40 浏览: 78
以下是基于ID3算法实现的Python代码,可以根据输入的最高温度、最低温度和风力来预测天气状况:
```python
import pandas as pd
import math
# 读取数据
data = pd.read_csv('b.csv')
# 定义ID3算法函数
def id3(data, target):
# 如果数据集中所有实例属于同一类别,则返回该类别
if len(set(data[target])) == 1:
return data[target].iloc[0]
# 如果数据集为空,或者所有属性值都相同,则返回数据集中出现次数最多的类别
elif len(data) == 0 or len(set(data.columns)) == 1:
return data[target].value_counts().idxmax()
else:
# 计算每个属性的信息增益,并选择信息增益最大的属性作为划分依据
entropy_parent = entropy(data[target])
gains = {}
for col in data.columns[:-1]:
gains[col] = entropy_parent - conditional_entropy(data, col, target)
best_feature = max(gains, key=gains.get)
# 构建决策树
tree = {best_feature: {}}
for value in set(data[best_feature]):
# 对于每个属性值,递归执行ID3算法
sub_data = data[data[best_feature] == value].drop(best_feature, axis=1)
subtree = id3(sub_data, target)
tree[best_feature][value] = subtree
return tree
# 计算熵
def entropy(data):
ent = 0
total = len(data)
for x in set(data):
p = data.value_counts()[x] / total
ent -= p * math.log2(p)
return ent
# 计算条件熵
def conditional_entropy(data, feature, target):
ent = 0
total = len(data)
for value in set(data[feature]):
subdata = data[data[feature] == value]
ent += len(subdata) / total * entropy(subdata[target])
return ent
# 根据已构建的决策树进行预测
def predict(tree, data):
for feature in tree.keys():
value = data[feature]
tree = tree[feature][value]
if isinstance(tree, dict):
return predict(tree, data)
else:
return tree
# 构建决策树
target = '天气状况'
tree = id3(data.drop('日期', axis=1), target)
# 进行预测
high_temp = input("请输入最高气温:")
low_temp = input("请输入最低气温:")
wind = input("请输入风力:")
prediction = predict(tree, {'最高气温': int(high_temp), '最低气温': int(low_temp), '风力': int(wind)})
print("预测的天气状况为:" + prediction)
```
注意,以上代码中的ID3算法是基于信息增益来选择最优划分属性的。如果需要使用其他划分准则(如增益率、基尼指数等),需要相应地修改代码。另外,由于ID3算法容易出现过拟合,实际应用中需要进行适当的剪枝处理。
阅读全文