RandomForestRegressor的源码
时间: 2024-05-07 13:16:05 浏览: 7
随机森林回归(RandomForestRegressor)是基于随机森林算法的回归模型,其源码实现如下:
```python
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
# 构造随机森林回归模型
rf_reg = RandomForestRegressor(n_estimators=100, max_depth=None, random_state=42)
# 训练模型
rf_reg.fit(X_train, y_train)
# 预测结果
y_pred = rf_reg.predict(X_test)
```
其中,参数解释如下:
- `n_estimators`:森林中树的数量,默认为 100。
- `max_depth`:树的最大深度,None 表示不限制,默认为 None。
- `random_state`:随机种子,用于重复随机过程,以确保结果的可重复性。
在训练模型时,随机森林回归会根据数据集的特征和标签构建多个决策树,每个决策树的随机性来自于特征的随机选择和样本的随机采样。然后,通过对每个决策树的预测结果取平均值来获得最终的预测结果。
在预测时,随机森林回归会将测试集中的每个样本输入到每个决策树中进行预测,然后对每个决策树的预测结果取平均值作为最终的预测结果。
相关问题
RandomForestRegressor源码实现
RandomForestRegressor是一种基于随机森林的回归算法,它通过构建多个决策树来预测连续性变量的值。下面是一份简单的RandomForestRegressor源码实现:
```python
import numpy as np
class DecisionTreeRegressor:
def __init__(self, max_depth=None):
self.max_depth = max_depth
def fit(self, X, y):
self.n_features_ = X.shape[1]
self.tree_ = self._build_tree(X, y)
def _build_tree(self, X, y, depth=0):
n_samples = X.shape[0]
n_labels = len(np.unique(y))
if depth == self.max_depth or n_labels == 1 or n_samples < 2:
return np.mean(y)
feature_idxs = np.random.choice(self.n_features_, size=int(np.sqrt(self.n_features_)), replace=False)
best_feature, best_split = self._best_feature_split(X, y, feature_idxs)
left_idxs = X[:, best_feature] <= best_split
right_idxs = X[:, best_feature] > best_split
left_tree = self._build_tree(X[left_idxs], y[left_idxs], depth + 1)
right_tree = self._build_tree(X[right_idxs], y[right_idxs], depth + 1)
return (best_feature, best_split, left_tree, right_tree)
def _best_feature_split(self, X, y, feature_idxs):
best_score = float('inf')
for feature in feature_idxs:
for split in np.unique(X[:, feature]):
left_idxs = X[:, feature] <= split
right_idxs = X[:, feature] > split
if len(y[left_idxs]) < 1 or len(y[right_idxs]) < 1:
continue
score = self._mse(y[left_idxs]) + self._mse(y[right_idxs])
if score < best_score:
best_score = score
best_feature = feature
best_split = split
return best_feature, best_split
def _mse(self, y):
return np.mean((y - np.mean(y)) ** 2)
def predict(self, X):
return np.array([self._predict(inputs) for inputs in X])
def _predict(self, inputs):
node = self.tree_
while isinstance(node, tuple):
feature, split, left, right = node
if inputs[feature] <= split:
node = left
else:
node = right
return node
class RandomForestRegressor:
def __init__(self, n_estimators=100, max_depth=None):
self.n_estimators = n_estimators
self.max_depth = max_depth
def fit(self, X, y):
self.trees_ = [DecisionTreeRegressor(max_depth=self.max_depth) for _ in range(self.n_estimators)]
for tree in self.trees_:
random_idxs = np.random.choice(X.shape[0], size=X.shape[0], replace=True)
X_tree = X[random_idxs]
y_tree = y[random_idxs]
tree.fit(X_tree, y_tree)
def predict(self, X):
return np.mean([tree.predict(X) for tree in self.trees_], axis=0)
```
该实现中包含两个类:`DecisionTreeRegressor`和`RandomForestRegressor`。`DecisionTreeRegressor`类实现了决策树的构建和预测,而`RandomForestRegressor`类则通过构建多个决策树来实现随机森林回归。
在`DecisionTreeRegressor`类中,`fit`方法用于训练决策树,`_build_tree`方法用于递归构建决策树,`_best_feature_split`方法用于在当前节点中选择最佳的分裂特征和分裂点,`_mse`方法用于计算均方误差。`predict`方法用于对输入数据进行预测,`_predict`方法用于递归预测。
在`RandomForestRegressor`类中,`fit`方法用于训练随机森林中的多个决策树,`predict`方法用于对输入数据进行预测。在训练每个决策树时,随机选择一部分数据进行训练,这样可以增加随机性,减少模型的方差。最终预测结果是多个决策树预测结果的平均值。
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