用c++写一个决策树代码

时间: 2023-06-15 10:04:48 浏览: 131
以下是一个简单的决策树的C++代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 节点结构体 struct Node { bool is_leaf; // 是否为叶子节点 int feature; // 特征索引 vector<Node*> children; // 子节点 int label; // 叶子节点的类别标签 }; // 训练决策树 Node* train(vector<vector<int>>& data, vector<int>& labels, vector<int>& features) { Node* node = new Node; int num_samples = data.size(); int num_features = features.size(); // 计算样本中各个类别的数量 vector<int> label_counts(2); for (int i = 0; i < num_samples; i++) { label_counts[labels[i]]++; } // 如果所有样本都属于同一类别,返回叶子节点 if (label_counts[0] == num_samples) { node->is_leaf = true; node->label = 0; return node; } if (label_counts[1] == num_samples) { node->is_leaf = true; node->label = 1; return node; } // 如果没有剩余特征可用,返回叶子节点 if (num_features == 0) { node->is_leaf = true; node->label = label_counts[0] > label_counts[1] ? 0 : 1; return node; } // 选择最佳特征 int best_feature_index; double best_information_gain = -1; for (int i = 0; i < num_features; i++) { int feature_index = features[i]; vector<int> left_label_counts(2), right_label_counts(2); int left_count = 0, right_count = 0; for (int j = 0; j < num_samples; j++) { if (data[j][feature_index] == 0) { left_label_counts[labels[j]]++; left_count++; } else { right_label_counts[labels[j]]++; right_count++; } } double left_entropy = 0, right_entropy = 0; if (left_count > 0) { double left_p0 = (double)left_label_counts[0] / left_count; double left_p1 = (double)left_label_counts[1] / left_count; if (left_p0 > 0) { left_entropy -= left_p0 * log2(left_p0); } if (left_p1 > 0) { left_entropy -= left_p1 * log2(left_p1); } } if (right_count > 0) { double right_p0 = (double)right_label_counts[0] / right_count; double right_p1 = (double)right_label_counts[1] / right_count; if (right_p0 > 0) { right_entropy -= right_p0 * log2(right_p0); } if (right_p1 > 0) { right_entropy -= right_p1 * log2(right_p1); } } double information_gain = ((double)left_count / num_samples * left_entropy) + ((double)right_count / num_samples * right_entropy); if (information_gain > best_information_gain) { best_information_gain = information_gain; best_feature_index = feature_index; } } // 创建非叶子节点 node->is_leaf = false; node->feature = best_feature_index; vector<int> left_data_indices, right_data_indices; for (int i = 0; i < num_samples; i++) { if (data[i][best_feature_index] == 0) { left_data_indices.push_back(i); } else { right_data_indices.push_back(i); } } vector<int> left_features, right_features; for (int i = 0; i < num_features; i++) { if (features[i] != best_feature_index) { left_features.push_back(features[i]); right_features.push_back(features[i]); } } node->children.push_back(train(data, labels, left_features)); node->children.push_back(train(data, labels, right_features)); return node; } // 预测 int predict(Node* node, vector<int>& sample) { if (node->is_leaf) { return node->label; } int feature_index = node->feature; if (sample[feature_index] == 0) { return predict(node->children[0], sample); } else { return predict(node->children[1], sample); } } int main() { // 构造训练数据 vector<vector<int>> data = { {1, 0, 0}, {1, 0, 1}, {0, 1, 0}, {0, 1, 1}, {1, 1, 0}, {1, 1, 1}, {0, 0, 0}, {0, 0, 1} }; vector<int> labels = {0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1}; vector<int> features = {0, 1, 2}; // 训练决策树 Node* root = train(data, labels, features); // 预测 vector<int> sample = {1, 0, 1}; int prediction = predict(root, sample); cout << "Prediction: " << prediction << endl; return 0; } ``` 以上代码实现了一个简单的二分类决策树,训练数据是一个3维特征的8个样本,其中前两维特征是布尔类型,最后一维特征是整数类型。特征选择采用信息增益法,分类标准是样本所属的类别。预测时,给定一个样本,从根节点开始遍历,根据特征值选择左/右子树,直到遇到叶子节点,返回类别标签。

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