ID3决策树代码见CreatTree.py。请结合算法原理,通过认真阅读、单步调试等方法,掌握ID3决策树的代码实现,并根据自己的理解,对代码进行详细注释。

时间: 2024-02-01 13:13:01 浏览: 22
好的,下面我来详细讲解一下ID3决策树的代码实现,并添加注释来帮助理解。 ```python from math import log import operator # 计算给定数据集的香农熵 def calcShannonEnt(dataSet): numEntries = len(dataSet) # 数据集中实例的总数 labelCounts = {} # 创建一个空字典,用于存储每个类别出现的次数 # 对每组特征向量进行统计 for featVec in dataSet: currentLabel = featVec[-1] # 每个实例的类别 if currentLabel not in labelCounts.keys(): labelCounts[currentLabel] = 0 labelCounts[currentLabel] += 1 shannonEnt = 0.0 # 初始化香农熵 # 计算香农熵 for key in labelCounts: prob = float(labelCounts[key]) / numEntries shannonEnt -= prob * log(prob, 2) return shannonEnt # 创建测试数据集 def createDataSet(): dataSet = [[1, 1, 'yes'], [1, 1, 'yes'], [1, 0, 'no'], [0, 1, 'no'], [0, 1, 'no']] labels = ['no surfacing', 'flippers'] return dataSet, labels # 按照给定特征划分数据集 def splitDataSet(dataSet, axis, value): retDataSet = [] # 创建新的list对象 for featVec in dataSet: if featVec[axis] == value: reducedFeatVec = featVec[:axis] # 去掉axis特征 reducedFeatVec.extend(featVec[axis+1:]) retDataSet.append(reducedFeatVec) return retDataSet # 选择最好的数据集划分方式 def chooseBestFeatureToSplit(dataSet): numFeatures = len(dataSet[0]) - 1 # 特征数 baseEntropy = calcShannonEnt(dataSet) # 计算数据集的香农熵 bestInfoGain = 0.0 # 初始化信息增益 bestFeature = -1 # 初始化最优特征的索引值 for i in range(numFeatures): # 对每个特征循环 featList = [example[i] for example in dataSet] # 取得所有样本该特征的取值 uniqueVals = set(featList) # 创建set集合,元素不重复 newEntropy = 0.0 # 初始化经验条件熵 for value in uniqueVals: # 对每个特征划分一次数据集 subDataSet = splitDataSet(dataSet, i, value) prob = len(subDataSet) / float(len(dataSet)) newEntropy += prob * calcShannonEnt(subDataSet) infoGain = baseEntropy - newEntropy # 信息增益 if (infoGain > bestInfoGain): # 比较信息增益 bestInfoGain = infoGain # 更新信息增益 bestFeature = i # 记录信息增益最大的特征的索引值 return bestFeature # 多数表决规则,决定叶子节点的分类 def majorityCnt(classList): classCount = {} for vote in classList: if vote not in classCount.keys(): classCount[vote] = 0 classCount[vote] += 1 sortedClassCount = sorted(classCount.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True) return sortedClassCount[0][0] # 创建树 def createTree(dataSet, labels): classList = [example[-1] for example in dataSet] # 取得所有类别 if classList.count(classList[0]) == len(classList): # 类别完全相同,停止划分 return classList[0] if len(dataSet[0]) == 1: # 遍历完所有特征时返回出现次数最多的类别 return majorityCnt(classList) bestFeat = chooseBestFeatureToSplit(dataSet) # 最优特征的索引值 bestFeatLabel = labels[bestFeat] # 最优特征的标签 myTree = {bestFeatLabel: {}} # 使用字典类型储存树的信息 del(labels[bestFeat]) # 删除已经使用的特征标签 featValues = [example[bestFeat] for example in dataSet] uniqueVals = set(featValues) for value in uniqueVals: subLabels = labels[:] # 递归调用创建决策树函数 myTree[bestFeatLabel][value] = createTree(splitDataSet(dataSet, bestFeat, value), subLabels) return myTree # 测试 if __name__ == '__main__': dataSet, labels = createDataSet() myTree = createTree(dataSet, labels) print(myTree) ``` 代码的主要实现过程如下: 1. `calcShannonEnt(dataSet)`:计算数据集的香农熵,即公式 $H=-\sum_{i=1}^{n}p_i\log_2p_i$,其中 $n$ 是类别数目,$p_i$ 是第 $i$ 个类别占总数的比例。 2. `splitDataSet(dataSet, axis, value)`:按照给定特征划分数据集,即找出数据集中第 $axis$ 个特征取值等于 $value$ 的所有实例。 3. `chooseBestFeatureToSplit(dataSet)`:选择最好的数据集划分方式,即计算每个特征的信息增益,选取信息增益最大的特征作为划分依据。 4. `createTree(dataSet, labels)`:使用递归方法建立决策树。建树过程中,如果所有样本属于同一类别,则返回该类别;如果遍历完所有特征,仍有多个类别,使用多数表决规则确定叶子节点的类别;否则选择信息增益最大的特征作为划分依据,递归创建左子树和右子树。 其中,关键步骤 `calcShannonEnt()`、`splitDataSet()` 和 `chooseBestFeatureToSplit()` 都有详细的注释,可以结合代码理解。

相关推荐

#include <iostream> #include <cstdio> #include<stdlib.h> using namespace std; typedef char Datatype; int cnt; struct TNode { Datatype data; TNode* rchild; TNode* lchild; }; void CreatTree(TNode* &root) //递归法先序创建树 { char ndata; cin>>ndata; if(ndata=='#') root=NULL; else { root=new TNode;root->data=ndata; CreatTree(root->lchild); CreatTree(root->rchild); } } void preOrderTraver(TNode*& root) //递归法先序遍历 { if(root!=NULL) { cout<<root->data<<" "; preOrderTraver(root->lchild); preOrderTraver(root->rchild); } } void InOrderTraver(TNode*& root) //递归法中序遍历 { if(root!=NULL) { InOrderTraver(root->lchild); cout<<root->data<<" "; InOrderTraver(root->rchild); } } void posOrderTraver(TNode*& root)//递归法后序遍历 { if(root!=NULL) { posOrderTraver(root->lchild); posOrderTraver(root->rchild); cout<<root->data<<" "; } } int BTHeight(TNode *t)//计算二叉树的深度 { int ans = 0; if(t == NULL) return 0; else if(t != NULL) ans += max(ans,max(BTHeight(t->lchild),BTHeight(t->rchild))+1); return ans; } int BTLeafNode(TNode *t)//计算二叉树的叶子节点数 { if(t != NULL) { if(t->lchild == NULL && t->rchild == NULL) { printf("%c",t->data); cnt++; } else { BTLeafNode(t->lchild); BTLeafNode(t->rchild); } } return cnt; } int main() { TNode *root=NULL; cout<<"请输入该二叉树的先序遍历结果:\n"; CreatTree(root); cout<<"先序遍历结果"<<endl; preOrderTraver(root);cout<<endl; cout<<"中序遍历结果:"<<endl; InOrderTraver(root);cout<<endl; cout<<"后序遍历结果:"<<endl; posOrderTraver(root);cout<<endl; printf("\n输出二叉树的深度:"); int sum = BTHeight(root); cout << sum << endl; printf("输出二叉树的叶子结点:"); int ans = BTLeafNode(root); printf("\n输出二叉树的叶子结点的个数:"); cout << ans << endl; system(“pause”); return 0; }每一段有什么作用

最新推荐

recommend-type

电信塔施工方案.doc

5G通信行业、网络优化、通信工程建设资料。
recommend-type

29-【智慧城市与政府治理分会场】10亿大数据助推都市治理-30页.pdf

29-【智慧城市与政府治理分会场】10亿大数据助推都市治理-30页.pdf
recommend-type

ABB IRC5 Compact 机器人产品手册

ABB IRC5 Compact 机器人产品手册
recommend-type

LTE容量优化高负荷小区优化指导书.docx

5G通信行业、网络优化、通信工程建设资料
recommend-type

施工工艺及质量检查记录表.docx

5G通信行业、网络优化、通信工程建设资料。
recommend-type

RTL8188FU-Linux-v5.7.4.2-36687.20200602.tar(20765).gz

REALTEK 8188FTV 8188eus 8188etv linux驱动程序稳定版本, 支持AP,STA 以及AP+STA 共存模式。 稳定支持linux4.0以上内核。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章

![:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/69b98e1a619b1bb3c59cf98f4e397cd2.png) # 1. 目标检测算法概述 目标检测算法是一种计算机视觉技术,用于识别和定位图像或视频中的对象。它在各种应用中至关重要,例如自动驾驶、视频监控和医疗诊断。 目标检测算法通常分为两类:两阶段算法和单阶段算法。两阶段算法,如 R-CNN 和 Fast R-CNN,首先生成候选区域,然后对每个区域进行分类和边界框回归。单阶段算法,如 YOLO 和 SSD,一次性执行检
recommend-type

ActionContext.getContext().get()代码含义

ActionContext.getContext().get() 是从当前请求的上下文对象中获取指定的属性值的代码。在ActionContext.getContext()方法的返回值上,调用get()方法可以获取当前请求中指定属性的值。 具体来说,ActionContext是Struts2框架中的一个类,它封装了当前请求的上下文信息。在这个上下文对象中,可以存储一些请求相关的属性值,比如请求参数、会话信息、请求头、应用程序上下文等等。调用ActionContext.getContext()方法可以获取当前请求的上下文对象,而调用get()方法可以获取指定属性的值。 例如,可以使用 Acti
recommend-type

c++校园超市商品信息管理系统课程设计说明书(含源代码) (2).pdf

校园超市商品信息管理系统课程设计旨在帮助学生深入理解程序设计的基础知识,同时锻炼他们的实际操作能力。通过设计和实现一个校园超市商品信息管理系统,学生掌握了如何利用计算机科学与技术知识解决实际问题的能力。在课程设计过程中,学生需要对超市商品和销售员的关系进行有效管理,使系统功能更全面、实用,从而提高用户体验和便利性。 学生在课程设计过程中展现了积极的学习态度和纪律,没有缺勤情况,演示过程流畅且作品具有很强的使用价值。设计报告完整详细,展现了对问题的深入思考和解决能力。在答辩环节中,学生能够自信地回答问题,展示出扎实的专业知识和逻辑思维能力。教师对学生的表现予以肯定,认为学生在课程设计中表现出色,值得称赞。 整个课程设计过程包括平时成绩、报告成绩和演示与答辩成绩三个部分,其中平时表现占比20%,报告成绩占比40%,演示与答辩成绩占比40%。通过这三个部分的综合评定,最终为学生总成绩提供参考。总评分以百分制计算,全面评估学生在课程设计中的各项表现,最终为学生提供综合评价和反馈意见。 通过校园超市商品信息管理系统课程设计,学生不仅提升了对程序设计基础知识的理解与应用能力,同时也增强了团队协作和沟通能力。这一过程旨在培养学生综合运用技术解决问题的能力,为其未来的专业发展打下坚实基础。学生在进行校园超市商品信息管理系统课程设计过程中,不仅获得了理论知识的提升,同时也锻炼了实践能力和创新思维,为其未来的职业发展奠定了坚实基础。 校园超市商品信息管理系统课程设计的目的在于促进学生对程序设计基础知识的深入理解与掌握,同时培养学生解决实际问题的能力。通过对系统功能和用户需求的全面考量,学生设计了一个实用、高效的校园超市商品信息管理系统,为用户提供了更便捷、更高效的管理和使用体验。 综上所述,校园超市商品信息管理系统课程设计是一项旨在提升学生综合能力和实践技能的重要教学活动。通过此次设计,学生不仅深化了对程序设计基础知识的理解,还培养了解决实际问题的能力和团队合作精神。这一过程将为学生未来的专业发展提供坚实基础,使其在实际工作中能够胜任更多挑战。