决策树ID3预测实例代码

时间: 2024-03-31 19:30:23 浏览: 16
决策树ID3是一种常用的分类算法,它通过计算信息增益来选择最优的特征进行分类。下面是一个简单的决策树ID3预测的实例代码: ```python import numpy as np def calc_entropy(data): # 计算数据集的熵 labels = data[:, -1] label_counts = np.unique(labels, return_counts=True) probs = label_counts[1] / len(labels) entropy = -np.sum(probs * np.log2(probs)) return entropy def split_data(data, feature_index, feature_value): # 根据特征和特征值划分数据集 mask = data[:, feature_index] == feature_value return data[mask] def choose_best_feature(data): # 选择最优的特征 num_features = data.shape[1] - 1 base_entropy = calc_entropy(data) best_info_gain = 0.0 best_feature_index = -1 for i in range(num_features): feature_values = np.unique(data[:, i]) new_entropy = 0.0 for value in feature_values: sub_data = split_data(data, i, value) prob = len(sub_data) / len(data) new_entropy += prob * calc_entropy(sub_data) info_gain = base_entropy - new_entropy if info_gain > best_info_gain: best_info_gain = info_gain best_feature_index = i return best_feature_index def majority_vote(labels): # 多数表决,返回出现次数最多的类别 label_counts = np.unique(labels, return_counts=True) max_count_index = np.argmax(label_counts[1]) return label_counts[0][max_count_index] def create_decision_tree(data, features): # 创建决策树 labels = data[:, -1] if len(np.unique(labels)) == 1: return labels[0] if len(data[0]) == 1: return majority_vote(labels) best_feature_index = choose_best_feature(data) best_feature = features[best_feature_index] decision_tree = {best_feature: {}} feature_values = np.unique(data[:, best_feature_index]) for value in feature_values: sub_features = np.delete(features, best_feature_index) sub_data = split_data(data, best_feature_index, value) decision_tree[best_feature][value] = create_decision_tree(sub_data, sub_features) return decision_tree def predict(decision_tree, features, test_data): # 使用决策树进行预测 root_feature = list(decision_tree.keys())[0] root_value = test_data[features.index(root_feature)] sub_tree = decision_tree[root_feature][root_value] if isinstance(sub_tree, dict): return predict(sub_tree, features, test_data) else: return sub_tree # 示例数据集 data = np.array([ [1, 1, 'yes'], [1, 1, 'yes'], [1, 0, 'no'], [0, 1, 'no'], [0, 1, 'no'] ]) # 特征列表 features = ['feature1', 'feature2'] # 创建决策树 decision_tree = create_decision_tree(data, features) # 预测新样本 test_data = [1, 0] prediction = predict(decision_tree, features, test_data) print("预测结果:", prediction) ``` 这段代码实现了决策树ID3算法的预测过程。首先,通过计算信息增益选择最优的特征进行分类,然后根据特征和特征值划分数据集,递归地创建决策树。最后,使用决策树进行预测。

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