Python随机森林回归自编实现

时间: 2023-11-29 13:45:58 浏览: 42
以下是Python随机森林回归的自编实现: ```python import numpy as np class RandomForestRegressor: def __init__(self, n_estimators=100, max_depth=None, min_samples_split=2): self.n_estimators = n_estimators self.max_depth = max_depth self.min_samples_split = min_samples_split self.trees = [] def fit(self, X, y): for i in range(self.n_estimators): tree = DecisionTreeRegressor(max_depth=self.max_depth, min_samples_split=self.min_samples_split) bootstrap_indices = np.random.choice(len(X), size=len(X), replace=True) bootstrap_X = X[bootstrap_indices] bootstrap_y = y[bootstrap_indices] tree.fit(bootstrap_X, bootstrap_y) self.trees.append(tree) def predict(self, X): predictions = np.zeros(len(X)) for tree in self.trees: predictions += tree.predict(X) return predictions / len(self.trees) class DecisionTreeRegressor: def __init__(self, max_depth=None, min_samples_split=2): self.max_depth = max_depth self.min_samples_split = min_samples_split def fit(self, X, y): self.tree = self._build_tree(X, y) def predict(self, X): return np.array([self._traverse_tree(x, self.tree) for x in X]) def _build_tree(self, X, y, depth=0): n_samples, n_features = X.shape variance = np.var(y) best_split = { 'feature_index': None, 'threshold': None, 'left_X': None, 'left_y': None, 'right_X': None, 'right_y': None, 'mse': float('inf') } if variance == 0 or depth == self.max_depth or n_samples < self.min_samples_split: return np.mean(y) for feature_index in range(n_features): thresholds = np.unique(X[:, feature_index]) for threshold in thresholds: left_indices = X[:, feature_index] <= threshold right_indices = X[:, feature_index] > threshold if len(left_indices) == 0 or len(right_indices) == 0: continue left_X, left_y = X[left_indices], y[left_indices] right_X, right_y = X[right_indices], y[right_indices] mse = (len(left_y) / n_samples) * np.var(left_y) + (len(right_y) / n_samples) * np.var(right_y) if mse < best_split['mse']: best_split = { 'feature_index': feature_index, 'threshold': threshold, 'left_X': left_X, 'left_y': left_y, 'right_X': right_X, 'right_y': right_y, 'mse': mse } if best_split['feature_index'] is None: return np.mean(y) left_subtree = self._build_tree(best_split['left_X'], best_split['left_y'], depth+1) right_subtree = self._build_tree(best_split['right_X'], best_split['right_y'], depth+1) return { 'feature_index': best_split['feature_index'], 'threshold': best_split['threshold'], 'left': left_subtree, 'right': right_subtree } def _traverse_tree(self, x, node): if isinstance(node, float): return node if x[node['feature_index']] <= node['threshold']: return self._traverse_tree(x, node['left']) else: return self._traverse_tree(x, node['right']) ```

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