用c++写一个判断西瓜好坏的决策树代码,并附上注释和训练数据

时间: 2023-06-15 13:04:42 浏览: 107
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基于Python.Numpy实现决策树预测西瓜好坏源码+数据集+项目说明.zip

好的,下面是C++代码实现: ```c++ #include <iostream> using namespace std; // 定义西瓜的属性结构体 struct Watermelon { int color; // 颜色,0代表青绿,1代表乌黑,2代表浅白 float root; // 根蒂,0代表蜷缩,1代表稍蜷,2代表硬挺 float sound; // 敲声,0代表沉闷,1代表浊响,2代表清脆 int good; // 是否好瓜,0代表否,1代表是 }; // 定义训练数据 Watermelon train_data[] = { {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 1, 1}, {2, 0, 1, 1}, {2, 1, 0, 1}, {2, 2, 1, 0}, {1, 1, 0, 1}, {0, 2, 1, 0}, {0, 1, 0, 1}, {2, 1, 1, 1}, {0, 1, 1, 1}, {1, 0, 0, 0}, {1, 1, 1, 1}, {2, 1, 0, 0} }; // 计算数据集中好瓜和坏瓜的个数 void count_good_bad(Watermelon *data, int len, int &good, int &bad) { good = 0; bad = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (data[i].good == 1) { good++; } else { bad++; } } } // 计算数据集中给定属性的某个值的好瓜和坏瓜的个数 void count_good_bad_by_attr(Watermelon *data, int len, int attr, float value, int &good, int &bad) { good = 0; bad = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (data[i].good == 1 && data[i].color == value) { good++; } else if (data[i].good == 0 && data[i].color == value) { bad++; } } } // 计算数据集中给定两个属性的某个值的好瓜和坏瓜的个数 void count_good_bad_by_attr(Watermelon *data, int len, int attr1, float value1, int attr2, float value2, int &good, int &bad) { good = 0; bad = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (data[i].good == 1 && data[i].color == value1 && data[i].root == value2) { good++; } else if (data[i].good == 0 && data[i].color == value1 && data[i].root == value2) { bad++; } } } // 计算数据集中给定三个属性的某个值的好瓜和坏瓜的个数 void count_good_bad_by_attr(Watermelon *data, int len, int attr1, float value1, int attr2, float value2, int attr3, float value3, int &good, int &bad) { good = 0; bad = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (data[i].good == 1 && data[i].color == value1 && data[i].root == value2 && data[i].sound == value3) { good++; } else if (data[i].good == 0 && data[i].color == value1 && data[i].root == value2 && data[i].sound == value3) { bad++; } } } // 训练决策树 void train_decision_tree(Watermelon *data, int len, int depth) { int good, bad; count_good_bad(data, len, good, bad); if (good == 0 || bad == 0) { if (good == 0) { cout << "这是个坏瓜" << endl; } else { cout << "这是个好瓜" << endl; } return; } if (depth == 0) { if (good > bad) { cout << "这是个好瓜" << endl; } else { cout << "这是个坏瓜" << endl; } return; } // 选择最优属性 float info_gain, max_info_gain = -1; int best_attr = -1; for (int i = 0; i < 3; i++) { int num_values; float values[3]; if (i == 0) { num_values = 3; values[0] = 0; values[1] = 1; values[2] = 2; } else { num_values = 2; values[0] = 0; values[1] = 1; } for (int j = 0; j < num_values; j++) { int temp_good, temp_bad; if (i == 0) { count_good_bad_by_attr(data, len, i, values[j], temp_good, temp_bad); } else if (i == 1) { count_good_bad_by_attr(data, len, i, values[j], 2, 0, temp_good, temp_bad); } else { count_good_bad_by_attr(data, len, i, values[j], 0, 0, 1, 1, temp_good, temp_bad); } float p_good = (float)temp_good / (float)(temp_good + temp_bad); float p_bad = (float)temp_bad / (float)(temp_good + temp_bad); float temp_info_gain = -p_good * log2(p_good) - p_bad * log2(p_bad); if (temp_info_gain > max_info_gain) { max_info_gain = temp_info_gain; best_attr = i; } } } // 根据最优属性划分子数据集并递归训练 if (best_attr == 0) { int num_values = 3; float values[3]; values[0] = 0; values[1] = 1; values[2] = 2; for (int j = 0; j < num_values; j++) { int temp_good, temp_bad; count_good_bad_by_attr(data, len, best_attr, values[j], temp_good, temp_bad); cout << "如果颜色是" << values[j] << ":"; if (temp_good == 0 || temp_bad == 0) { if (temp_good == 0) { cout << "这是个坏瓜" << endl; } else { cout << "这是个好瓜" << endl; } } else { Watermelon *sub_data = new Watermelon[temp_good + temp_bad]; int index = 0; for (int k = 0; k < len; k++) { if (data[k].color == values[j]) { sub_data[index++] = data[k]; } } train_decision_tree(sub_data, index, depth - 1); } } } else if (best_attr == 1) { int num_values = 2; float values[2]; values[0] = 0; values[1] = 1; for (int j = 0; j < num_values; j++) { int temp_good, temp_bad; count_good_bad_by_attr(data, len, best_attr, values[j], 2, 0, temp_good, temp_bad); cout << "如果根蒂是" << values[j] << ":"; if (temp_good == 0 || temp_bad == 0) { if (temp_good == 0) { cout << "这是个坏瓜" << endl; } else { cout << "这是个好瓜" << endl; } } else { Watermelon *sub_data = new Watermelon[temp_good + temp_bad]; int index = 0; for (int k = 0; k < len; k++) { if (data[k].root == values[j]) { sub_data[index++] = data[k]; } } train_decision_tree(sub_data, index, depth - 1); } } } else { int num_values = 2; float values[2]; values[0] = 0; values[1] = 1; for (int j = 0; j < num_values; j++) { int temp_good, temp_bad; count_good_bad_by_attr(data, len, best_attr, values[j], 0, 0, 1, 1, temp_good, temp_bad); cout << "如果敲声是" << values[j] << ":"; if (temp_good == 0 || temp_bad == 0) { if (temp_good == 0) { cout << "这是个坏瓜" << endl; } else { cout << "这是个好瓜" << endl; } } else { Watermelon *sub_data = new Watermelon[temp_good + temp_bad]; int index = 0; for (int k = 0; k < len; k++) { if (data[k].sound == values[j]) { sub_data[index++] = data[k]; } } train_decision_tree(sub_data, index, depth - 1); } } } } int main() { train_decision_tree(train_data, 14, 3); return 0; } ``` 训练数据如下: ``` 颜色 根蒂 敲声 是否好瓜 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 2 0 1 1 2 1 0 1 2 2 1 0 1 1 0 1 0 2 1 0 0 1 0 1 2 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 2 1 0 0 ``` 其中,颜色属性的值为0代表青绿,1代表乌黑,2代表浅白;根蒂属性的值为0代表蜷缩,1代表稍蜷,2代表硬挺;敲声属性的值为0代表沉闷,1代表浊响,2代表清脆;是否好瓜属性的值为0代表否,1代表是。
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【资源说明】 课程设计基于Python实现决策树预测鸢尾花的种类与西瓜的好坏源码+超详细注释+使用说明.zip 二、文件夹结构功能 1.文件夹 - figure:该文档中的图片 - data:鸢尾花与西瓜数据集 - dot:dot文件路径 2.文件 - tree.py:树节点类 - decisiontree.py:决策树 - iris_test1.py:鸢尾花分类,测试离散属性分类,使用两个特征进行分类,绘制分类图 - iris_test2.py:鸢尾花分类,测试离散属性分类,使用四个特征进行分类,绘制决策树 - watermelon_test.py:西瓜分类,测试连续属性分类,绘制决策树 # 三、项目运行 ## 1.决策树分类结果演示 1.1测试目标 - 使用二维特征对鸢尾花进行分类 - 绘制决策树在平面内分类界限 - 绘制决策树 - 观察决策树深度对预测正确率的影响 1.2测试方式 - 运行iris_test1.py文件 1.3测试结果 - 1.绘制决策树在平面内分类界限如下图所示,其中圆点为训练数据集,星点为测试数据集。测试数据集预测正确率为67.4%。 ![](./figure/Figure_1.png) - 2.决策树如下图所示。 ![](./figure/ris_test1.png) - 3.决策树深度对预测正确率的影响如下图所示,可以观察到,决策树的预测正确率并不随着深度的加深而增加。 ![](./figure/Figure_2.png) ## 2.鸢尾花决策树分类结果演示 2.1测试目标 - 使用所有特征对鸢尾花进行分类 - 绘制决策树 - 观察决策树深度对预测正确率的影响 2.2测试方式 - 运行iris_test2.py文件 2.3测试结果 - 1.决策树如下图所示。 【备注】 1、该资源内项目代码都经过测试运行成功,功能ok的情况下才上传的,请放心下载使用! 2、本项目适合计算机相关专业(如计科、人工智能、通信工程、自动化、电子信息等)的在校学生、老师或者企业员工下载使用,也适合小白学习进阶,当然也可作为毕设项目、课程设计、作业、项目初期立项演示等。 3、如果基础还行,也可在此代码基础上进行修改,以实现其他功能,也可直接用于毕设、课设、作业等。 欢迎下载,沟通交流,互相学习,共同进步!

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