要求学生掌握《人工智能概论》课程中的基本知识点,了解常用的人工智能方法,能够查找资料,完成相关算法设计。基于以上知识点,使用决策树算法(ID3、C4.5、CART三选一)方法对iris数据集进行分类。

时间: 2024-03-04 18:53:27 浏览: 21
好的,基于以上要求,我可以给您提供一个简单的决策树分类算法的代码示例,用来对iris数据集进行分类。这里我选择使用ID3算法。代码如下: ```python import pandas as pd import numpy as np # 导入数据集 url = "https://archive.ics.uci.edu/ml/machine-learning-databases/iris/iris.data" names = ['sepal-length', 'sepal-width', 'petal-length', 'petal-width', 'class'] dataset = pd.read_csv(url, names=names) # 划分训练集和测试集 train = dataset.sample(frac=0.8, random_state=1) test = dataset.drop(train.index) # 定义节点类 class Node: def __init__(self, data, labels): self.data = data # 当前节点的数据集 self.labels = labels # 当前节点的标签列表 self.children = {} # 当前节点的子节点 self.split_feature = None # 当前节点的分裂属性 self.majority_class = None # 当前节点所属的多数类 # 计算信息熵 def entropy(labels): n_labels = len(labels) if n_labels <= 1: return 0 counts = np.bincount(labels) probs = counts / n_labels n_classes = np.count_nonzero(probs) if n_classes <= 1: return 0 ent = 0. for i in probs: ent -= i * np.log2(i) return ent # 计算信息增益 def info_gain(data, labels, split_feature): base_entropy = entropy(labels) split_entropy = 0. n_data = len(labels) for value in set(data[:, split_feature]): sub_data = data[data[:, split_feature] == value] sub_labels = labels[data[:, split_feature] == value] split_entropy += len(sub_labels) / n_data * entropy(sub_labels) return base_entropy - split_entropy # 选择最优分裂属性 def choose_feature(node): data = node.data labels = node.labels n_features = data.shape[1] best_feature = None best_info_gain = -np.inf for i in range(n_features): current_info_gain = info_gain(data, labels, i) if current_info_gain > best_info_gain: best_feature = i best_info_gain = current_info_gain return best_feature # 构建决策树 def build_tree(node): data = node.data labels = node.labels n_labels = len(labels) n_classes = len(set(labels)) if n_labels == 0: node.majority_class = -1 return if n_classes == 1: node.majority_class = labels[0] return if data.shape[1] == 0: node.majority_class = np.argmax(np.bincount(labels)) return node.split_feature = choose_feature(node) for value in set(data[:, node.split_feature]): sub_data = data[data[:, node.split_feature] == value] sub_labels = labels[data[:, node.split_feature] == value] node.children[value] = Node(sub_data, sub_labels) build_tree(node.children[value]) # 预测 def predict(node, sample): if not node.children: return node.majority_class if sample[node.split_feature] not in node.children: return node.majority_class return predict(node.children[sample[node.split_feature]], sample) # 计算准确率 def accuracy(tree, test): correct = 0 for i in range(test.shape[0]): if predict(tree, test.iloc[i, :-1]) == test.iloc[i, -1]: correct += 1 return correct / test.shape[0] # 主函数 if __name__ == '__main__': # 划分训练集和测试集 train = dataset.sample(frac=0.8, random_state=1) test = dataset.drop(train.index) # 构建决策树 root = Node(train.iloc[:, :-1].values, train.iloc[:, -1].values) build_tree(root) # 测试并输出准确率 acc = accuracy(root, test) print("Accuracy:", acc) ``` 需要注意的是,这段代码使用ID3算法来构建决策树,并对iris数据集进行分类。如果您需要使用C4.5或CART算法,只需要在代码中进行相应的修改即可。另外,您还需要安装pandas和numpy这两个库。

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