使用Python编写心脏病预测的代码,要求自己编写决策树和随机森林算法来实现这段代码不能导入sklearn库

时间: 2024-02-19 12:58:11 浏览: 67
好的,如果不使用sklearn库,你可以手动实现决策树和随机森林算法,以下是参考代码: 1. 决策树算法实现 ```python # 定义节点类 class Node: def __init__(self, feature=None, threshold=None, left=None, right=None, value=None): self.feature = feature # 划分属性 self.threshold = threshold # 划分阈值 self.left = left # 左子树 self.right = right # 右子树 self.value = value # 叶节点值 # 定义决策树类 class DecisionTree: def __init__(self, max_depth=None, min_samples_split=2, min_samples_leaf=1): self.max_depth = max_depth # 树的最大深度 self.min_samples_split = min_samples_split # 内部节点分裂所需最小样本数 self.min_samples_leaf = min_samples_leaf # 叶节点所需最小样本数 self.root = None # 决策树根节点 # 计算基尼指数 def _gini(self, y): _, counts = np.unique(y, return_counts=True) proportions = counts / len(y) return 1 - np.sum(proportions ** 2) # 计算条件基尼指数 def _conditional_gini(self, X, y, feature, threshold): left_idx = X[:, feature] < threshold left_y = y[left_idx] right_y = y[~left_idx] left_gini = self._gini(left_y) right_gini = self._gini(right_y) left_prop = len(left_y) / len(y) right_prop = len(right_y) / len(y) return left_prop * left_gini + right_prop * right_gini # 选择最优划分属性和阈值 def _best_split(self, X, y): best_feature, best_threshold, best_score = None, None, np.inf for feature in range(X.shape[1]): thresholds = np.unique(X[:, feature]) for threshold in thresholds: score = self._conditional_gini(X, y, feature, threshold) if score < best_score: best_feature, best_threshold, best_score = feature, threshold, score return best_feature, best_threshold # 递归构建决策树 def _build_tree(self, X, y, depth): if depth == 0 or len(y) < self.min_samples_split or np.unique(y).shape[0] == 1: return Node(value=np.mean(y)) feature, threshold = self._best_split(X, y) if self._conditional_gini(X, y, feature, threshold) == np.inf: return Node(value=np.mean(y)) left_idx = X[:, feature] < threshold right_idx = X[:, feature] >= threshold left = self._build_tree(X[left_idx], y[left_idx], depth - 1) right = self._build_tree(X[right_idx], y[right_idx], depth - 1) return Node(feature, threshold, left, right) # 训练决策树 def fit(self, X, y): self.root = self._build_tree(X, y, self.max_depth) # 预测单个样本 def _predict_one(self, x, node): if node.value is not None: return node.value if x[node.feature] < node.threshold: return self._predict_one(x, node.left) else: return self._predict_one(x, node.right) # 预测多个样本 def predict(self, X): return np.array([self._predict_one(x, self.root) for x in X]) ``` 2. 随机森林算法实现 ```python # 定义随机森林类 class RandomForest: def __init__(self, n_estimators=100, max_depth=None, min_samples_split=2, min_samples_leaf=1, max_features=None): self.n_estimators = n_estimators # 决策树个数 self.max_depth = max_depth # 树的最大深度 self.min_samples_split = min_samples_split # 内部节点分裂所需最小样本数 self.min_samples_leaf = min_samples_leaf # 叶节点所需最小样本数 self.max_features = max_features # 每棵决策树使用的最大特征数 self.trees = [] # 决策树集合 # 训练随机森林 def fit(self, X, y): n_features = X.shape[1] if self.max_features is None: self.max_features = int(np.sqrt(n_features)) for _ in range(self.n_estimators): indices = np.random.choice(n_features, self.max_features, replace=False) tree = DecisionTree(max_depth=self.max_depth, min_samples_split=self.min_samples_split, min_samples_leaf=self.min_samples_leaf) tree.fit(X[:, indices], y) self.trees.append((indices, tree)) # 预测单个样本 def _predict_one(self, x): predictions = [] for indices, tree in self.trees: prediction = tree.predict(x[indices].reshape(1, -1))[0] predictions.append(prediction) return np.mean(predictions) # 预测多个样本 def predict(self, X): return np.array([self._predict_one(x) for x in X]) ``` 以上就是手动实现决策树和随机森林算法的代码,希望对你有所帮助!

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