西瓜数据集决策树c++

时间: 2023-06-23 17:08:57 浏览: 198
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基于西瓜数据集的决策树实现.zip

以下是使用C++实现决策树算法,基于西瓜数据集: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <vector> #include <string> #include <cmath> #include <algorithm> using namespace std; // 西瓜数据集的条目 struct Record { int id; double feature1; double feature2; string label; }; // 决策树的节点 struct Node { int id; vector<Record> data; int feature_index; double threshold; string label; Node* left; Node* right; }; // 读取数据集 vector<Record> read_data(string filename) { ifstream file(filename); vector<Record> data; string line; getline(file, line); // 跳过第一行(表头) while (getline(file, line)) { Record record; sscanf(line.c_str(), "%d,%lf,%lf,%s", &record.id, &record.feature1, &record.feature2, &record.label[0]); data.push_back(record); } return data; } // 计算数据集的信息熵 double entropy(vector<Record> data) { int n = data.size(); if (n == 0) { return 0.0; } int count1 = 0, count2 = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (data[i].label == "是") { count1++; } else { count2++; } } double p1 = (double) count1 / n; double p2 = (double) count2 / n; if (p1 == 0.0 || p2 == 0.0) { return 0.0; } else { return -p1 * log2(p1) - p2 * log2(p2); } } // 计算数据集在某个特征上的加权信息熵 double weighted_entropy(vector<Record> data, int feature_index, double threshold, vector<Record>& left_data, vector<Record>& right_data) { int n = data.size(); int left_count = 0, right_count = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (data[i].feature1 < threshold) { left_count++; left_data.push_back(data[i]); } else { right_count++; right_data.push_back(data[i]); } } double p1 = (double) left_count / n; double p2 = (double) right_count / n; return p1 * entropy(left_data) + p2 * entropy(right_data); } // 选择最优的特征和阈值,返回信息增益和阈值 double choose_best_feature(vector<Record> data, int& feature_index, double& threshold) { int n = data.size(); double info_gain = 0.0; for (int i = 0; i < n; i++) { double t = data[i].feature1; vector<Record> left_data, right_data; double w_ent = weighted_entropy(data, 0, t, left_data, right_data); double ig = entropy(data) - w_ent; if (ig > info_gain) { info_gain = ig; feature_index = 0; threshold = t; } } return info_gain; } // 创建决策树 Node* create_decision_tree(vector<Record> data) { if (data.size() == 0) { return NULL; } Node* node = new Node; node->id = data[0].id; node->label = data[0].label; bool same_label = true; for (int i = 1; i < data.size(); i++) { if (data[i].label != data[0].label) { same_label = false; break; } } if (same_label) { return node; } int feature_index; double threshold; double info_gain = choose_best_feature(data, feature_index, threshold); if (info_gain == 0.0) { return node; } node->feature_index = feature_index; node->threshold = threshold; vector<Record> left_data, right_data; weighted_entropy(data, feature_index, threshold, left_data, right_data); node->left = create_decision_tree(left_data); node->right = create_decision_tree(right_data); return node; } // 预测数据的类别 string predict(Node* node, Record record) { if (node->left == NULL && node->right == NULL) { return node->label; } if (record.feature1 < node->threshold) { return predict(node->left, record); } else { return predict(node->right, record); } } int main() { vector<Record> data = read_data("watermelon.csv"); Node* root = create_decision_tree(data); Record record; record.id = 18; record.feature1 = 0.697; record.feature2 = 0.460; cout << predict(root, record) << endl; return 0; } ``` 上述代码中使用了信息熵和信息增益来选择最优的特征和阈值,采用递归方式创建决策树,也实现了预测数据的类别。
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