使用递归生成完整版代码

时间: 2023-12-04 19:02:29 浏览: 32
以下是使用递归生成决策树的完整版 Java 代码示例: ```java import java.util.HashMap; import java.Map; public class DecisionExample { public static void(String[] args) { // 训练数据集 String[][] trainingData = { {"青年", "否", "否", "一般", "否"}, {"青年", "否", "否", "好", "否"}, {"青年", "是", "否", "好", "是"}, {"青年", "是", "是", "一般", "是"}, {"青年", "否", "否", "一般", "否"}, {"中年", "否", "否", "一般", "否"}, {"中年", "否", "否", "好", "否"}, {"中年", "是", "是", "好", "是"}, {"中年", "否", "是", "非常好", "是"}, {"中年", "否", "是", "非常好", "是"}, {"老年", "否", "是", "非常好", "是"}, {"老年", "否", "是", "好", "是"}, {"老年", "是", "否", "好", "是"}, {"老年", "是", "否", "非常好", "是"}, {"老年", "否", "否", "一般", "否"} }; // 特征列的名称 String[] featureNames = {"年龄", "有工作", "有自己的房子", "信贷情况"}; // 构建决策树 DecisionTree tree = new DecisionTree(); tree.train(trainingData, featureNames); // 测试数据 String[] testData = {"青年", "否", "否", "一般"}; // 进行预测 String prediction = tree.predict(testData); System.out.println("预测结果:" + prediction); } } class DecisionTree { private TreeNode rootNode; public void train(String[][] trainingData, String[] featureNames) { this.rootNode = buildTree(trainingData, featureNames); } public String predict(String[] testData) { return predictClass(rootNode, testData); } private TreeNode buildTree(String[][] trainingData, String[] featureNames) { // 创建节点 TreeNode node = new TreeNode(); // 检查当前数据集的类别是否一致 if (isSameClass(trainingData)) { nodeLabel(trainingData[0][trainingData[0].length - 1]); return node; } // 如果特征集为空,选择出现次数最多的类别作为节点的类别 if (featureNames.length == 0) { node.setLabel(getMostCommonClass(trainingData)); return node; } // 选择最佳特征和划分点 int bestFeatureIndex = chooseBestFeature(trainingData); String bestFeatureName = featureNames[bestFeatureIndex]; node.setFeature(bestFeatureName); // 根据最佳特征和划分点进行划分 Map<String, String[][]> subDatasets = splitDataset(trainingData, bestFeatureIndex); // 递归构建子树 for (Map.Entry<String, String[][]> entry : subDatasets.entrySet()) { String featureValue = entry.getKey(); String[][] subDataset = entry.getValue(); if (subDataset.length == 0) { // 如果子数据集为空,则选择出现次数最多的类别作为叶节点的类别 TreeNode leafNode = new TreeNode(); leafNode.setLabel(getMostCommonClass(trainingData)); node.addChild(featureValue, leafNode); } else { // 递归构建子树 String[] subFeatureNames = removeFeature(featureNames, bestFeatureIndex); TreeNode subNode = buildTree(subDataset, subFeatureNames); node.addChild(featureValue, subNode); } } return node; } private boolean isSameClass(String[][] dataset) { String firstClass = dataset[0][dataset[0].length - 1]; for (int i = 1; i < dataset.length; i++) { if (!dataset[i][dataset[i].length - 1].equals(firstClass)) { return false; } } return true; } private String getMostCommonClass(String[][] dataset) { Map<String, Integer> classCounts = new HashMap<>(); for (String[] data : dataset) { String className = data[data.length - 1]; classCounts.put(className, classCounts.getOrDefault(className, 0) + 1); } int maxCount = 0; String mostCommonClass = null; for (Map.Entry<String, Integer> entry : classCounts.entrySet()) { if (entry.getValue() > maxCount) { maxCount = entry.getValue(); mostCommonClass = entry.getKey(); } } return mostCommonClass; } private int chooseBestFeature(String[][] dataset) { int numFeatures = dataset[0].length - 1; double baseEntropy = calculateEntropy(dataset); double maxInfoGain = 0.0; int bestFeatureIndex = -1; for (int i = 0; i < numFeatures; i++) { String[] featureValues = getFeatureValues(dataset, i); double newEntropy = 0.0; for (String value : featureValues) { String[][] subDataset = splitDatasetByFeatureValue(dataset, i, value); double prob = (double) subDataset.length / dataset.length; newEntropy += prob * calculateEntropy(subDataset); } double infoGain = baseEntropy - newEntropy; if (infoGain > maxInfoGain) { maxInfoGain = infoGain; bestFeatureIndex = i; } } return bestFeatureIndex; } private String[] getFeatureValues(String[][] dataset, int featureIndex) { String[] featureValues = new String[dataset.length]; for (int i = 0; i < dataset.length; i++) { featureValues[i] = dataset[i][featureIndex]; } return featureValues; } private double calculateEntropy(String[][] dataset) { Map<String, Integer> classCounts = new HashMap<>(); for (String[] data : dataset) { String className = data[data.length - 1]; classCounts.put(className, classCounts.getOrDefault(className, 0) + 1); } double entropy = 0.0; int numInstances = dataset.length; for (Map.Entry<String, Integer> entry : classCounts.entrySet()) { double prob = (double) entry.getValue() / numInstances; entropy -= prob * Math.log(prob) / Math.log(2); } return entropy; } private String[][] splitDatasetByFeatureValue(String[][] dataset, int featureIndex, String featureValue) { int numFeatures = dataset[0].length; int count = 0; for (String[] data : dataset) { if (data[featureIndex].equals(featureValue)) { count++; } } String[][] subDataset = new String[count][numFeatures]; int index = 0; for (String[] data : dataset) { if (data[featureIndex].equals(featureValue)) { subDataset[index++] = data; } } return subDataset; } private Map<String, String[][]> splitDataset(String[][] dataset, int featureIndex) { Map<String, String[][]> subDatasets = new HashMap<>(); String[] featureValues = getFeatureValues(dataset, featureIndex); for (String value : featureValues) { String[][] subDataset = splitDatasetByFeatureValue(dataset, featureIndex, value); subDatasets.put(value, subDataset); } return subDatasets; } private String[] removeFeature(String[] features, int index) { String[] newFeatures = new String[features.length - 1]; int newIndex = 0; for (int i = 0; i < features.length; i++) { if (i != index) { newFeatures[newIndex++] = features[i]; } } return newFeatures; } private String predictClass(TreeNode node, String[] testData) { if (node.isLeaf()) { return node.getLabel(); } else { String featureValue = testData[node.getFeatureIndex()]; TreeNode childNode = node.getChild(featureValue); return predictClass(childNode, testData); } } } class TreeNode { private String feature; private Map<String, TreeNode> children; private String label; public TreeNode() { this.children = new HashMap<>(); } public void setFeature(String feature) { this.feature = feature; } public void addChild(String value, TreeNode childNode) { children.put(value, childNode); } public TreeNode getChild(String value) { return children.get(value); } public void setLabel(String label) { this.label = label; } public String getLabel() { return label; } public boolean isLeaf() { return children.isEmpty(); } public int getFeatureIndex() { return Integer.parseInt(feature.substring(1)); } } ``` 这个代码示例展示了如何使用递归构建和预测决策树。请注意,代码中的决策树构建算法基于信息增益来选择最佳特征和划分点,而预测算法通过遍历决策树的节点来确定最终的预测结果。 你可以根据自己的需求进行修改和扩展,例如使用其他特征选择算法、添加剪枝操作等。

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