鸢尾花 决策树 c4.5

时间: 2023-11-18 19:00:57 浏览: 44
鸢尾花是一种常见的观赏植物,由于其不同的品种和颜色,使得它成为了许多园艺爱好者喜爱的植物之一。而决策树C4.5是一种用于数据挖掘和机器学习的算法,它通过对数据集进行分析,构建一颗决策树,从而能够对未知数据进行分类和预测。 将鸢尾花和决策树C4.5联系在一起,可以想象到一种情景:假设我们有一批鸢尾花的数据集,其中包括了鸢尾花的花瓣长度、花瓣宽度、花萼长度、花萼宽度等特征。我们可以利用C4.5算法对这些数据进行处理,构建出一颗决策树,从而可以根据鸢尾花的特征来对其进行分类。 利用决策树C4.5,我们可以根据鸢尾花的花瓣长度、花瓣宽度等特征来预测其品种,比如山鸢尾、变色鸢尾和维吉尼亚鸢尾。这种应用可以帮助园艺爱好者更好地了解鸢尾花的特性和品种,对于植物分类和园艺栽培也具有一定的参考价值。因此,将鸢尾花和决策树C4.5结合起来,不仅可以增加我们对鸢尾花的了解,也为数据挖掘和机器学习技术的应用提供了一个实际的场景。
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决策树c4.5python鸢尾花

决策树C4.5是一种经典的机器学习算法,用于分类和回归问题。在Python中,有多个库可以实现C4.5算法来构建决策树模型,例如scikit-learn和pyC45等。对于鸢尾花数据集,可以使用这些库来实现C4.5算法进行分类任务。 具体步骤如下: 1. 数据准备:鸢尾花数据集包含花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度和鸢尾花种类这五列数据。你可以从该数据集中选择需要的特征列作为输入,并将鸢尾花种类作为目标变量。 2. 数据预处理:根据引用中提供的分割区间,对特征进行离散化处理。比如,对花萼长度进行区间划分,将其分为小于等于5.4、大于5.4小于等于6.1、大于6.1三个区间。同样地,对其他特征也进行类似处理。 3. 构建决策树:使用C4.5算法构建决策树模型。该算法基于信息增益来选择最佳的划分属性,以生成决策树模型。 4. 模型训练与评估:使用训练数据集对决策树模型进行训练,并使用测试数据集对模型进行评估。可以使用交叉验证等方法来评估模型的性能。 5. 应用决策树进行分类:训练好的决策树模型可以用于对新样本进行分类预测。给定一个鸢尾花样本的特征值,决策树会根据特征值的取值逐步判断样本属于哪个鸢尾花种类。 总结起来,使用Python中的C4.5算法库,你可以根据鸢尾花数据集的特征进行特征选择、离散化处理,然后构建C4.5决策树模型,并使用该模型进行分类预测。这样就可以实现对鸢尾花的分类任务。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [利用C4.5算法对鸢尾花分类](https://blog.csdn.net/qq_38412868/article/details/105588286)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]

id3决策树 鸢尾花 python_C4.5决策树Python代码实现

id3决策树 鸢尾花 Python代码实现: ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split class Node: def __init__(self, feature=None, target=None, left=None, right=None): self.feature = feature # 划分数据集的特征 self.target = target # 叶子节点的类别 self.left = left # 左子节点 self.right = right # 右子节点 class ID3DecisionTree: def __init__(self): self.tree = None # 决策树 # 计算信息熵 def _entropy(self, y): labels = np.unique(y) probs = [np.sum(y == label) / len(y) for label in labels] return -np.sum([p * np.log2(p) for p in probs]) # 计算条件熵 def _conditional_entropy(self, X, y, feature): feature_values = np.unique(X[:, feature]) probs = [np.sum(X[:, feature] == value) / len(X) for value in feature_values] entropies = [self._entropy(y[X[:, feature] == value]) for value in feature_values] return np.sum([p * e for p, e in zip(probs, entropies)]) # 选择最优特征 def _select_feature(self, X, y): n_features = X.shape[1] entropies = [self._conditional_entropy(X, y, feature) for feature in range(n_features)] return np.argmin(entropies) # 构建决策树 def _build_tree(self, X, y): if len(np.unique(y)) == 1: # 叶子节点,返回类别 return Node(target=y[0]) if X.shape[1] == 0: # 叶子节点,返回出现次数最多的类别 target = np.argmax(np.bincount(y)) return Node(target=target) feature = self._select_feature(X, y) # 选择最优特征 feature_values = np.unique(X[:, feature]) left_indices = [i for i in range(len(X)) if X[i][feature] == feature_values[0]] right_indices = [i for i in range(len(X)) if X[i][feature] == feature_values[1]] left = self._build_tree(X[left_indices], y[left_indices]) # 递归构建左子树 right = self._build_tree(X[right_indices], y[right_indices]) # 递归构建右子树 return Node(feature=feature, left=left, right=right) # 训练决策树 def fit(self, X, y): self.tree = self._build_tree(X, y) # 预测单个样本 def _predict_sample(self, x): node = self.tree while node.target is None: if x[node.feature] == np.unique(X[:, node.feature])[0]: node = node.left else: node = node.right return node.target # 预测多个样本 def predict(self, X): return np.array([self._predict_sample(x) for x in X]) # 加载鸢尾花数据集 iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target # 划分数据集 train_X, test_X, train_y, test_y = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=1) # 训练模型 model = ID3DecisionTree() model.fit(train_X, train_y) # 预测测试集 pred_y = model.predict(test_X) # 计算准确率 accuracy = np.sum(pred_y == test_y) / len(test_y) print('Accuracy:', accuracy) ``` C4.5决策树 Python代码实现: ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split class Node: def __init__(self, feature=None, threshold=None, target=None, left=None, right=None): self.feature = feature # 划分数据集的特征 self.threshold = threshold # 划分数据集的阈值 self.target = target # 叶子节点的类别 self.left = left # 左子节点 self.right = right # 右子节点 class C45DecisionTree: def __init__(self, min_samples_split=2, min_gain_ratio=1e-4): self.min_samples_split = min_samples_split # 最小划分样本数 self.min_gain_ratio = min_gain_ratio # 最小增益比 self.tree = None # 决策树 # 计算信息熵 def _entropy(self, y): labels = np.unique(y) probs = [np.sum(y == label) / len(y) for label in labels] return -np.sum([p * np.log2(p) for p in probs]) # 计算条件熵 def _conditional_entropy(self, X, y, feature, threshold): left_indices = X[:, feature] <= threshold right_indices = X[:, feature] > threshold left_probs = np.sum(left_indices) / len(X) right_probs = np.sum(right_indices) / len(X) entropies = [self._entropy(y[left_indices]), self._entropy(y[right_indices])] return np.sum([p * e for p, e in zip([left_probs, right_probs], entropies)]) # 计算信息增益 def _information_gain(self, X, y, feature, threshold): entropy = self._entropy(y) conditional_entropy = self._conditional_entropy(X, y, feature, threshold) return entropy - conditional_entropy # 计算信息增益比 def _gain_ratio(self, X, y, feature, threshold): entropy = self._entropy(y) conditional_entropy = self._conditional_entropy(X, y, feature, threshold) split_info = -np.sum([p * np.log2(p) for p in [np.sum(X[:, feature] <= threshold) / len(X), np.sum(X[:, feature] > threshold) / len(X)]]) return (entropy - conditional_entropy) / split_info if split_info != 0 else 0 # 选择最优特征和划分阈值 def _select_feature_and_threshold(self, X, y): n_features = X.shape[1] max_gain_ratio = -1 best_feature, best_threshold = None, None for feature in range(n_features): thresholds = np.unique(X[:, feature]) for threshold in thresholds: if len(y[X[:, feature] <= threshold]) >= self.min_samples_split and len(y[X[:, feature] > threshold]) >= self.min_samples_split: gain_ratio = self._gain_ratio(X, y, feature, threshold) if gain_ratio > max_gain_ratio: max_gain_ratio = gain_ratio best_feature = feature best_threshold = threshold return best_feature, best_threshold # 构建决策树 def _build_tree(self, X, y): if len(np.unique(y)) == 1: # 叶子节点,返回类别 return Node(target=y[0]) if X.shape[1] == 0: # 叶子节点,返回出现次数最多的类别 target = np.argmax(np.bincount(y)) return Node(target=target) feature, threshold = self._select_feature_and_threshold(X, y) # 选择最优特征和划分阈值 if feature is None or threshold is None: # 叶子节点,返回出现次数最多的类别 target = np.argmax(np.bincount(y)) return Node(target=target) left_indices = X[:, feature] <= threshold right_indices = X[:, feature] > threshold left = self._build_tree(X[left_indices], y[left_indices]) # 递归构建左子树 right = self._build_tree(X[right_indices], y[right_indices]) # 递归构建右子树 return Node(feature=feature, threshold=threshold, left=left, right=right) # 训练决策树 def fit(self, X, y): self.tree = self._build_tree(X, y) # 预测单个样本 def _predict_sample(self, x): node = self.tree while node.target is None: if x[node.feature] <= node.threshold: node = node.left else: node = node.right return node.target # 预测多个样本 def predict(self, X): return np.array([self._predict_sample(x) for x in X]) # 加载鸢尾花数据集 iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target # 划分数据集 train_X, test_X, train_y, test_y = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=1) # 训练模型 model = C45DecisionTree(min_samples_split=5) model.fit(train_X, train_y) # 预测测试集 pred_y = model.predict(test_X) # 计算准确率 accuracy = np.sum(pred_y == test_y) / len(test_y) print('Accuracy:', accuracy) ```

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