简单数据挖掘ID3决策树分类预测python代码

时间: 2023-07-05 10:15:45 浏览: 87
以下是一个简单的基于ID3算法的决策树分类预测的Python代码: ```python import pandas as pd import numpy as np import math # 定义计算熵的函数 def calc_entropy(data): label_col = data.iloc[:, -1] _, counts = np.unique(label_col, return_counts=True) probs = counts / len(label_col) entropy = sum(probs * -np.log2(probs)) return entropy # 定义计算信息增益的函数 def calc_info_gain(data, feature): entropy_before_split = calc_entropy(data) vals, counts = np.unique(data[feature], return_counts=True) probs = counts / sum(counts) entropy_after_split = 0 for i in range(len(vals)): sub_data = data[data[feature] == vals[i]] entropy_after_split += probs[i] * calc_entropy(sub_data) info_gain = entropy_before_split - entropy_after_split return info_gain # 定义获取最佳切分特征的函数 def get_best_split_feature(data): features = data.columns[:-1] best_feature = None best_info_gain = -1 for feature in features: info_gain = calc_info_gain(data, feature) if info_gain > best_info_gain: best_info_gain = info_gain best_feature = feature return best_feature # 定义决策树训练函数 def train_decision_tree(data): # 终止条件1:如果数据集中所有样本都属于同一类别,直接返回该类别 if len(np.unique(data.iloc[:, -1])) == 1: return np.unique(data.iloc[:, -1])[0] # 终止条件2:如果数据集中没有特征可供切分,直接返回样本数最多的类别 if len(data.columns) == 1: return np.bincount(data.iloc[:, -1]).argmax() # 选择最佳切分特征 best_feature = get_best_split_feature(data) # 构建决策树 decision_tree = {best_feature: {}} vals, counts = np.unique(data[best_feature], return_counts=True) for i in range(len(vals)): # 去掉最佳切分特征,递归构建子树 sub_data = data[data[best_feature] == vals[i]].drop(best_feature, axis=1) decision_tree[best_feature][vals[i]] = train_decision_tree(sub_data) return decision_tree # 定义决策树预测函数 def predict(data, tree): for feature, subtree in tree.items(): val = data[feature] if val not in subtree: return np.bincount(data.iloc[:, -1]).argmax() subtree = subtree[val] if isinstance(subtree, dict): return predict(data.drop(feature, axis=1), subtree) else: return subtree # 加载数据集 data = pd.read_csv('data.csv') # 训练决策树 decision_tree = train_decision_tree(data) # 预测新样本 new_data = pd.DataFrame({'feature1': [1, 1, 0, 0], 'feature2': [1, 0, 1, 0]}) for i in range(len(new_data)): prediction = predict(new_data.iloc[i], decision_tree) print('Sample', i+1, 'predicted class:', prediction) ``` 注:此代码仅作为学习参考,实际应用中需要考虑更多的细节和优化措施。
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