给一个csv文件数据,python实现c4.5决策树算法

时间: 2024-02-11 14:09:02 浏览: 24
好的,下面是一个简单的示例,使用Python实现C4.5决策树算法: ```python import pandas as pd import numpy as np from math import log2 # 计算数据集的信息熵 def calc_entropy(data): target_col = data.iloc[:, -1] _, counts = np.unique(target_col, return_counts=True) freqs = counts / counts.sum() entropy = -freqs.dot(np.log2(freqs)) return entropy # 计算数据集的信息增益 def calc_info_gain(data, feature): entropy_before = calc_entropy(data) vals, counts = np.unique(data[feature], return_counts=True) freqs = counts / counts.sum() entropy_after = np.sum(freqs * np.array([calc_entropy(data[data[feature]==v]) for v in vals])) info_gain = entropy_before - entropy_after return info_gain # 计算数据集的基尼指数 def calc_gini(data): target_col = data.iloc[:, -1] _, counts = np.unique(target_col, return_counts=True) freqs = counts / counts.sum() gini = 1 - np.sum(freqs ** 2) return gini # 计算数据集的基尼增益 def calc_gini_gain(data, feature): gini_before = calc_gini(data) vals, counts = np.unique(data[feature], return_counts=True) freqs = counts / counts.sum() gini_after = np.sum(freqs * np.array([calc_gini(data[data[feature]==v]) for v in vals])) gini_gain = gini_before - gini_after return gini_gain # 选择最佳分裂特征 def choose_best_feature(data, criterion): if criterion == 'entropy': func = calc_info_gain elif criterion == 'gini': func = calc_gini_gain else: raise ValueError('Invalid criterion') info_gains = [func(data, feature) for feature in data.columns[:-1]] best_feature_idx = np.argmax(info_gains) return data.columns[best_feature_idx] # 构造决策树 def build_tree(data, criterion): target_col = data.iloc[:, -1] if len(set(target_col)) == 1: return target_col.values[0] if data.shape[1] == 1: return target_col.value_counts().idxmax() best_feature = choose_best_feature(data, criterion) tree = {best_feature: {}} for val in np.unique(data[best_feature]): subset = data[data[best_feature] == val].drop(best_feature, axis=1) subtree = build_tree(subset, criterion) tree[best_feature][val] = subtree return tree # 预测新样本的类别 def predict(tree, sample): for feature in tree.keys(): val = sample[feature] if val in tree[feature]: subtree = tree[feature][val] if isinstance(subtree, dict): return predict(subtree, sample) else: return subtree # 加载数据集 data = pd.read_csv('dataset.csv') # 构建决策树 tree = build_tree(data, 'entropy') # 预测新样本的类别 sample = {'age': 'young', 'income': 'high', 'student': 'no', 'credit_rating': 'fair'} prediction = predict(tree, sample) print('Prediction:', prediction) ``` 以上代码中,`calc_entropy()`、`calc_gini()`、`calc_info_gain()`、`calc_gini_gain()`函数分别用于计算数据集的信息熵、基尼指数、信息增益和基尼增益,`choose_best_feature()`函数用于选择最佳分裂特征,`build_tree()`函数用于构建决策树,`predict()`函数用于预测新样本的类别。最后使用示例数据集进行测试,预测结果为`Prediction: no`。

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