用python实现id3算法

时间: 2023-09-17 21:13:39 浏览: 35
好的,下面是一个简单的Python实现ID3算法的例子: ``` import pandas as pd import numpy as np import math class Node: def __init__(self, feature=None, label=None, child=None): self.feature = feature self.label = label self.child = child def entropy(data): target = data[:, -1] _, count = np.unique(target, return_counts=True) p = count / count.sum() return -sum(p * np.log2(p)) def split_data(data, feature_index): feature = data[:, feature_index] values, count = np.unique(feature, return_counts=True) res = [] for value in values: sub_data = data[feature == value] res.append(sub_data) return res def info_gain(data, feature_index): feature = data[:, feature_index] h_d = entropy(data) h_d_a = 0 for sub_data in split_data(data, feature_index): h_d_a += (sub_data.shape[0]/data.shape[0]) * entropy(sub_data) return h_d - h_d_a def majority_label(data): target = data[:, -1] values, count = np.unique(target, return_counts=True) max_index = count.argmax() return values[max_index] def build_tree(data, features): if len(np.unique(data[:, -1])) == 1: label = data[0, -1] return Node(label=label) if len(features) == 0: label = majority_label(data) return Node(label=label) info_gain_list = [info_gain(data, feature_index) for feature_index in features] max_index = np.array(info_gain_list).argmax() max_feature = features[max_index] root = Node(feature=max_feature) for sub_data in split_data(data, max_feature): child = build_tree(sub_data, np.delete(features, max_index)) root.child.append(child) return root def predict(root, x): if root.label is not None: return root.label for child in root.child: if child.feature == x[root.feature]: return predict(child, x) if __name__ == '__main__': data = pd.read_csv('data.csv').values features = [i for i in range(data.shape[1]-1)] root = build_tree(data, features) x = np.array([1, 'S']) print(predict(root, x)) ``` 这里使用了pandas读取数据,需要将数据存为csv文件。其中Node类表示决策树的节点,包含特征、标签和子节点。entropy函数计算数据集的熵,split_data函数根据特征划分数据集,info_gain函数计算信息增益,majority_label函数返回数据集中出现最多的标签,build_tree函数递归构建决策树,predict函数预测新的数据的标签。

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