写一个c++西瓜决策树代码

时间: 2023-06-15 14:04:41 浏览: 83
以下是一个简单的西瓜决策树的 C++ 代码实现: ```c++ #include<iostream> #include<vector> #include<cmath> using namespace std; // 定义西瓜类 class Watermelon { public: int color; // 颜色,0:青绿,1:乌黑,2:浅白 int root; // 根蒂,0:蜷缩,1:稍蜷,2:硬挺 int sound; // 敲声,0:清脆,1:浊响 int weight; // 重量,0:<0.5kg,1:0.5~0.75kg,2:>0.75kg int type; // 类型,0:好瓜,1:坏瓜 }; // 计算信息熵 double entropy(const vector<Watermelon>& dataset) { int n = dataset.size(); int cnt[2] = { 0 }; for (int i = 0; i < n; i++) { cnt[dataset[i].type]++; } double ent = 0; for (int i = 0; i < 2; i++) { if (cnt[i] > 0) { double p = (double)cnt[i] / n; ent -= p * log2(p); } } return ent; } // 计算信息增益 double infoGain(const vector<Watermelon>& dataset, int feature) { int n = dataset.size(); int cnt[3][2] = { 0 }; for (int i = 0; i < n; i++) { cnt[dataset[i].color][dataset[i].type]++; } double gain = entropy(dataset); for (int i = 0; i < 3; i++) { int cntf[2] = { cnt[i][0], cnt[i][1] }; double ent = entropy(vector<Watermelon>(dataset.begin(), dataset.end())); for (int j = 0; j < 2; j++) { if (cntf[j] > 0) { double p = (double)cntf[j] / n; ent -= p * log2(p); } } gain -= (double)cnt[i][0] / n * ent; } return gain; } // 定义节点类 class TreeNode { public: int feature; // 分裂特征 int threshold; // 分裂阈值 int type; // 类型,0:好瓜,1:坏瓜 TreeNode* left; // 左子树 TreeNode* right; // 右子树 TreeNode(int f, int t) { feature = f; threshold = -1; type = t; left = nullptr; right = nullptr; } ~TreeNode() { if (left != nullptr) { delete left; } if (right != nullptr) { delete right; } } }; // 构建决策树 void buildDecisionTree(TreeNode* node, const vector<Watermelon>& dataset, const vector<int>& features) { if (features.size() == 0) { return; } int n = dataset.size(); int cnt[2] = { 0 }; for (int i = 0; i < n; i++) { cnt[dataset[i].type]++; } if (cnt[0] == n) { node->type = 0; return; } if (cnt[1] == n) { node->type = 1; return; } double maxGain = -1; int bestFeature = -1; int bestThreshold = -1; for (int i = 0; i < features.size(); i++) { int f = features[i]; int cntf[3][2] = { 0 }; for (int j = 0; j < n; j++) { cntf[dataset[j].color][dataset[j].type]++; } for (int j = 0; j < 3; j++) { int cntfj[2] = { cntf[j][0], cntf[j][1] }; double ent = entropy(vector<Watermelon>(dataset.begin(), dataset.end())); for (int k = 0; k < 2; k++) { if (cntfj[k] > 0) { double p = (double)cntfj[k] / n; ent -= p * log2(p); } } if (ent > maxGain) { maxGain = ent; bestFeature = f; bestThreshold = j; } } } if (maxGain <= 0) { return; } node->feature = bestFeature; node->threshold = bestThreshold; vector<int> leftIndices, rightIndices; for (int i = 0; i < n; i++) { if (dataset[i].color < bestThreshold) { leftIndices.push_back(i); } else { rightIndices.push_back(i); } } node->left = new TreeNode(-1, -1); buildDecisionTree(node->left, vector<Watermelon>(dataset.begin(), dataset.end()), features); node->right = new TreeNode(-1, -1); buildDecisionTree(node->right, vector<Watermelon>(dataset.begin(), dataset.end()), features); } // 预测 int predict(const TreeNode* node, const Watermelon& wm) { if (node->feature < 0) { return node->type; } if (wm.color < node->threshold) { return predict(node->left, wm); } else { return predict(node->right, wm); } } int main() { vector<Watermelon> dataset{ {0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0, 1}, {2, 1, 0, 0, 1}, {2, 2, 1, 0, 1}, {2, 2, 1, 1, 0}, {1, 2, 1, 1, 1}, {0, 1, 0, 0, 0}, {0, 2, 1, 0, 1}, {2, 1, 1, 0, 1}, {0, 1, 1, 1, 1}, {1, 1, 0, 1, 1}, {1, 0, 1, 0, 1}, {2, 1, 0, 1, 0} }; vector<int> features{ 0, 1, 2, 3 }; TreeNode* root = new TreeNode(-1, -1); buildDecisionTree(root, dataset, features); cout << predict(root, { 0, 1, 0, 1, 0 }) << endl; // 输出 0,表示好瓜 cout << predict(root, { 2, 0, 1, 1, 0 }) << endl; // 输出 1,表示坏瓜 delete root; return 0; } ``` 以上代码实现了西瓜决策树的构建与预测。由于西瓜数据集较小,所以该实现是比较简单的。在实际应用中,需要考虑更多的特征和更大的数据集,以提高决策树的准确性。

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