用c语言实现以下功能:分类使用的数据集为iris数据集,数据集描述信息和数据集划分信息如下: iris数据集包含3类别的数据,每类有50个样本,即整个数据集包含150个样本。训练集:从iris数据集随机选取50%作为训练集,即75个训练样本;测试集:iris数据集中剩余的50%作为测试集,即75个测试样本。 要求:编写决策树程序,使用决策树方法在上述数据进行训练测试,并给出测试结果。 注1:需要给出评价指标的测试结果:整体精度OA和类别平均精度AA。 Overall Accuracy = 各类被预测对了的样本数量的累加/预测样本总数; Average Accuracy = 各类预测的精度相加/类别数。

时间: 2024-03-03 15:51:57 浏览: 45
以下是C语言实现决策树的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #define MAX_FEATURES 4 #define MAX_CLASSES 3 #define MAX_SAMPLES 150 #define MAX_NODES 100 typedef struct sample { double features[MAX_FEATURES]; int label; } sample; typedef struct node { int feature; double threshold; int left_child; int right_child; int label; } node; sample training_set[MAX_SAMPLES]; sample testing_set[MAX_SAMPLES]; node decision_tree[MAX_NODES]; int num_nodes = 0; int num_training_samples = 0; int num_testing_samples = 0; double compute_gini_index(sample subset[], int size) { int num_classes[MAX_CLASSES] = {0}; for (int i = 0; i < size; i++) { num_classes[subset[i].label]++; } double gini_index = 1; for (int i = 0; i < MAX_CLASSES; i++) { double p = (double)num_classes[i] / size; gini_index -= p * p; } return gini_index; } void split_data(sample subset[], int size, int feature, double threshold, sample left[], int *num_left, sample right[], int *num_right) { *num_left = 0; *num_right = 0; for (int i = 0; i < size; i++) { if (subset[i].features[feature] < threshold) { left[*num_left] = subset[i]; (*num_left)++; } else { right[*num_right] = subset[i]; (*num_right)++; } } } void train_decision_tree(int node_index, sample subset[], int size) { double gini_index = compute_gini_index(subset, size); if (gini_index == 0) { decision_tree[node_index].label = subset[0].label; return; } int best_feature = -1; double best_threshold; double best_gini_index = 1; for (int i = 0; i < MAX_FEATURES; i++) { for (double j = 0; j < 1; j += 0.01) { sample left[MAX_SAMPLES]; int num_left; sample right[MAX_SAMPLES]; int num_right; split_data(subset, size, i, j, left, &num_left, right, &num_right); if (num_left > 0 && num_right > 0) { double gini_left = compute_gini_index(left, num_left); double gini_right = compute_gini_index(right, num_right); double gini_index = (double)num_left / size * gini_left + (double)num_right / size * gini_right; if (gini_index < best_gini_index) { best_gini_index = gini_index; best_feature = i; best_threshold = j; } } } } if (best_feature == -1) { decision_tree[node_index].label = subset[0].label; return; } decision_tree[node_index].feature = best_feature; decision_tree[node_index].threshold = best_threshold; decision_tree[node_index].left_child = num_nodes + 1; num_nodes++; decision_tree[node_index].right_child = num_nodes + 1; num_nodes++; sample left[MAX_SAMPLES]; int num_left; sample right[MAX_SAMPLES]; int num_right; split_data(subset, size, best_feature, best_threshold, left, &num_left, right, &num_right); train_decision_tree(decision_tree[node_index].left_child, left, num_left); train_decision_tree(decision_tree[node_index].right_child, right, num_right); } int classify_sample(sample s, int node_index) { if (decision_tree[node_index].label != -1) { return decision_tree[node_index].label; } if (s.features[decision_tree[node_index].feature] < decision_tree[node_index].threshold) { return classify_sample(s, decision_tree[node_index].left_child); } else { return classify_sample(s, decision_tree[node_index].right_child); } } void test_decision_tree() { int num_correct = 0; int confusion_matrix[MAX_CLASSES][MAX_CLASSES] = {0}; for (int i = 0; i < num_testing_samples; i++) { int predicted_label = classify_sample(testing_set[i], 0); confusion_matrix[testing_set[i].label][predicted_label]++; if (predicted_label == testing_set[i].label) { num_correct++; } } double overall_accuracy = (double)num_correct / num_testing_samples; printf("Overall Accuracy: %.2f\n", overall_accuracy); double average_accuracy = 0; for (int i = 0; i < MAX_CLASSES; i++) { int num_samples_in_class = 0; int num_correct_in_class = 0; for (int j = 0; j < num_testing_samples; j++) { if (testing_set[j].label == i) { num_samples_in_class++; if (classify_sample(testing_set[j], 0) == i) { num_correct_in_class++; } } } double class_accuracy = (double)num_correct_in_class / num_samples_in_class; average_accuracy += class_accuracy; printf("Class %d Accuracy: %.2f\n", i, class_accuracy); } average_accuracy /= MAX_CLASSES; printf("Average Accuracy: %.2f\n", average_accuracy); } int main() { FILE *fp = fopen("iris.data", "r"); char line[1024]; int num_samples = 0; while (fgets(line, 1024, fp)) { char *token = strtok(line, ","); for (int i = 0; i < MAX_FEATURES; i++) { training_set[num_samples].features[i] = atof(token); token = strtok(NULL, ","); } if (strcmp(token, "Iris-setosa\n") == 0) { training_set[num_samples].label = 0; } else if (strcmp(token, "Iris-versicolor\n") == 0) { training_set[num_samples].label = 1; } else { training_set[num_samples].label = 2; } num_samples++; } fclose(fp); num_training_samples = num_samples / 2; num_testing_samples = num_samples - num_training_samples; memcpy(testing_set, &training_set[num_training_samples], num_testing_samples * sizeof(sample)); train_decision_tree(0, training_set, num_training_samples); test_decision_tree(); return 0; } ``` 该代码使用的数据集为iris数据集,其中训练集和测试集的划分比例为1:1。程序首先读取数据集,然后训练决策树,并使用测试集评估决策树的性能。程序输出的评价指标包括整体精度OA和类别平均精度AA。
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