不适用sklearn库编写代码进行决策树算法心脏病预测

时间: 2023-07-28 11:25:55 浏览: 41
好的,以下是一个不使用sklearn库的决策树算法心脏病预测的示例代码: ```python import pandas as pd # 读取数据 heart_disease = pd.read_csv('heart_disease.csv') # 定义特征和目标变量 X = heart_disease.drop('target', axis=1) y = heart_disease['target'] # 定义节点类 class Node: def __init__(self, feature=None, threshold=None, left=None, right=None, value=None): self.feature = feature # 分裂特征 self.threshold = threshold # 分裂阈值 self.left = left # 左子树 self.right = right # 右子树 self.value = value # 节点值(叶节点才有) # 定义决策树类 class DecisionTree: def __init__(self, min_samples_split=2, max_depth=999): self.min_samples_split = min_samples_split # 数据集划分最小样本数 self.max_depth = max_depth # 树的最大深度 # 计算基尼系数 def gini(self, y): n_samples = len(y) if n_samples == 0: return 0 n_classes = len(set(y)) class_counts = [list(y).count(cls) for cls in range(n_classes)] class_probs = [class_counts[i] / n_samples for i in range(n_classes)] gini = 1 - sum([p ** 2 for p in class_probs]) return gini # 计算信息增益 def info_gain(self, X, y, feature, threshold): left_index = X[feature] < threshold left_y = y[left_index] right_y = y[~left_index] n_samples = len(y) left_gini = self.gini(left_y) right_gini = self.gini(right_y) gini_gain = self.gini(y) - (len(left_y) / n_samples) * left_gini - (len(right_y) / n_samples) * right_gini return gini_gain # 寻找最佳分裂特征和阈值 def find_best_split(self, X, y): best_feature, best_threshold, best_gain = None, None, 0 for feature in X.columns: for threshold in X[feature]: gain = self.info_gain(X, y, feature, threshold) if gain > best_gain: best_feature, best_threshold, best_gain = feature, threshold, gain return best_feature, best_threshold, best_gain # 构建决策树 def build_tree(self, X, y, depth=0): n_samples, n_features = X.shape if n_samples >= self.min_samples_split and depth <= self.max_depth: best_feature, best_threshold, best_gain = self.find_best_split(X, y) if best_gain > 0: left_index = X[best_feature] < best_threshold X_left, y_left = X[left_index], y[left_index] X_right, y_right = X[~left_index], y[~left_index] left = self.build_tree(X_left, y_left, depth+1) right = self.build_tree(X_right, y_right, depth+1) return Node(best_feature, best_threshold, left, right) value = sum(y) / n_samples return Node(value=value) # 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, tree): y_pred = [] for i in range(len(X)): y_pred.append(self.predict_one(X.iloc[i], tree)) return y_pred # 计算准确率 def accuracy(self, y_pred, y_true): correct = 0 for i in range(len(y_pred)): if y_pred[i] == y_true[i]: correct += 1 acc = correct / len(y_pred) return acc # 划分训练集和测试集 X_train, X_test = X[:int(len(X)*0.7)], X[int(len(X)*0.7):] y_train, y_test = y[:int(len(y)*0.7)], y[int(len(y)*0.7):] # 构建决策树模型 model = DecisionTree(min_samples_split=3, max_depth=3) tree = model.build_tree(X_train, y_train) # 预测测试集 y_pred = model.predict(X_test, tree) # 计算准确率 acc = model.accuracy(y_pred, y_test) print('Accuracy:', acc) ``` 这个示例代码中,我们定义了一个 `DecisionTree` 类来实现决策树算法。在这个类中,我们定义了 `Node` 类来表示决策树的节点,其中包括分裂特征、分裂阈值、左子树、右子树和节点值(叶节点才有)。我们还定义了 `gini()` 函数来计算基尼系数,`info_gain()` 函数来计算信息增益,`find_best_split()` 函数来寻找最佳分裂特征和阈值,`build_tree()` 函数来构建决策树,`predict_one()` 函数来预测单个样本,`predict()` 函数来预测多个样本,`accuracy()` 函数来计算准确率。 在主程序中,我们首先读取数据,然后划分训练集和测试集。接着,我们构建决策树模型,并使用训练集训练模型。然后,我们使用测试集预测结果,并计算准确率。最后,我们输出准确率。

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好的,根据上面的目标函数,我们可以推导出其对应的梯度向量函数,如下所示: def gradient(x, y, beta): """ Compute gradient of the logistic regression loss function :param beta: model parameter vector :param x: feature matrix :param y: label vector :return: gradient vector """ n = x.shape[0] pred = 1 /
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