在决策树训练过程中,如何通过剪枝来减少过拟合?举例说明。
时间: 2023-05-25 19:03:41 浏览: 65
决策树剪枝是为了避免过拟合,可以通过减少决策树的复杂度来实现。常见的剪枝策略有预剪枝和后剪枝,下面分别进行介绍:
1. 预剪枝:在决策树构建的过程中,当某个节点的划分不能进一步降低熵值或基尼系数时,停止划分,这个节点就称为叶子节点。预剪枝则是在进行划分之前,先进行判断,当划分时熵值或基尼系数的减少量小于一定阈值时,停止划分,这个节点作为叶子节点。预剪枝可以避免一些过拟合现象的出现,但是有可能会丢失一些有用信息。
2. 后剪枝:在决策树构建完毕后,从末尾开始遍历,当遇到叶子节点时进行剪枝决策。剪枝的方式通常是将叶子节点替换为其父节点,并计算剪枝后的误差率。如果剪枝后的误差率小于剪枝前的误差率,就进行剪枝。如果剪枝后的误差率大于等于剪枝前的误差率,则不进行剪枝,继续遍历。因为剪枝是基于验证数据集进行的,所以后剪枝一般比预剪枝效果更好。
举例说明:假设有一个样本数据集,包含5个样本,每个样本有两个特征(A和B),每个样本都有一个分类标签:
A | B | label
---|----|---
1 | 0 | 否
1 | 1 | 是
0 | 1 | 否
1 | 0 | 否
0 | 0 | 否
我们使用决策树对这个数据集进行分类建模。在预剪枝的过程中,我们可以设置阈值,当熵值的减少量小于该阈值时就停止划分。假设我们将阈值设置为0.1,建立决策树如下(其中节点标明了熵值):
![image.png](attachment:image.png)
在后剪枝过程中,我们可以先使用训练数据集建立决策树,然后使用验证数据集对其进行剪枝。假设我们将第一个样本作为验证数据集,计算其误差率。在对叶子节点进行剪枝时,我们可以将节点B替换成其父节点,并计算验证误差率。如果验证误差率小于剪枝前的误差率,就进行剪枝。在这个例子中,我们发现节点B的剪枝可以降低误差率,因此进行剪枝。剩余的决策树如下:
![image-2.png](attachment:image-2.png)
继续使用剪枝后的决策树进行验证,如果发现还可以继续剪枝,就继续进行剪枝,直到不能进行剪枝为止。