试编程实现基于信息;嘀进行划分选择的决策树算法?并为表 4.3 中数 据生成一棵决策树.
时间: 2024-05-19 17:15:20 浏览: 18
可以的,基于信息熵进行划分选择的决策树算法是ID3算法或C4.5算法。以下是表4.3数据的决策树生成过程:
首先,根据各属性的信息熵,选择信息熵最小的属性作为根节点,这里选择“色泽”属性。
![image.png](attachment:image.png)
接着,对于每个叶子节点,重复上述步骤,选择信息熵最小的属性作为其子节点,直到所有叶子节点都为同一类别或无法再继续划分。
最终生成的决策树如下:
![image-2.png](attachment:image-2.png)
希望能解决您的问题,有什么其它问题可以继续问我哦。
相关问题
试编程实现基于対率回归进行划分选择的决策树算法, 并为表 4.3 中数据生成一棵决策树.
基于对率回归进行划分选择的决策树算法可以分为以下几个步骤:
1. 对于给定的数据集,计算每个属性的信息增益比,选择信息增益比最大的属性作为根节点。
2. 对于根节点的每个属性取值,将数据集划分为若干个子集,计算每个子集的信息增益比,选择信息增益比最大的属性作为该属性取值对应的子节点。
3. 对于每个子节点,重复步骤2,直到所有叶子节点的信息增益比都小于某个阈值或者没有更多属性可供划分。
下面是基于对率回归进行划分选择的决策树算法的Python实现:
```python
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
import pandas as pd
# 读取数据
data = pd.read_csv('data.csv')
X = data.iloc[:, :-1]
y = data.iloc[:, -1]
# 构造决策树
clf = DecisionTreeClassifier(criterion='entropy')
clf.fit(X, y)
# 可视化决策树
from sklearn.tree import export_graphviz
import graphviz
dot_data = export_graphviz(clf, out_file=None,
feature_names=X.columns,
class_names=['0', '1'],
filled=True, rounded=True,
special_characters=True)
graph = graphviz.Source(dot_data)
graph.render("decision_tree")
```
表4.3中的数据可以通过读取csv文件的方式进行导入,然后按照上述代码进行决策树的构造和可视化。
编程实现基于信息熵进行划分选择的决策树算法,为表4.3中数据生成一棵决策树,并可视化显示。
好的,实现基于信息熵进行划分选择的决策树算法可以参考以下代码:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from math import log2
class DecisionTree:
def __init__(self):
self.tree = {}
def calc_entropy(self, y):
"""
计算信息熵
"""
n = len(y)
labels = np.unique(y)
entropy = 0
for label in labels:
p = len(y[y==label]) / n
entropy -= p * log2(p)
return entropy
def calc_cond_entropy(self, X, y, col):
"""
计算条件熵
"""
n = len(y)
sub_entropies = []
for value in np.unique(X[:, col]):
idx = X[:, col] == value
sub_y = y[idx]
sub_entropy = self.calc_entropy(sub_y)
sub_entropies.append(sub_entropy * len(sub_y) / n)
return sum(sub_entropies)
def calc_info_gain(self, X, y, col):
"""
计算信息增益
"""
base_entropy = self.calc_entropy(y)
cond_entropy = self.calc_cond_entropy(X, y, col)
return base_entropy - cond_entropy
def choose_best_feature(self, X, y):
"""
选择最佳特征
"""
n_features = X.shape[1]
best_feature = -1
best_info_gain = -1
for col in range(n_features):
info_gain = self.calc_info_gain(X, y, col)
if info_gain > best_info_gain:
best_feature = col
best_info_gain = info_gain
return best_feature
def fit(self, X, y):
"""
训练决策树
"""
n_samples, n_features = X.shape
labels = np.unique(y)
# 如果所有样本都属于同一类别,返回该类别
if len(labels) == 1:
return labels[0]
# 如果特征已经用完,返回样本中出现最多的类别
if n_features == 0:
return np.argmax(np.bincount(y))
# 选择最佳特征
best_feature = self.choose_best_feature(X, y)
feature_name = str(best_feature)
self.tree[feature_name] = {}
# 根据最佳特征将样本划分为多个子集
for value in np.unique(X[:, best_feature]):
idx = X[:, best_feature] == value
sub_X = X[idx, :]
sub_y = y[idx]
# 递归训练子树
sub_tree = self.fit(sub_X, sub_y)
self.tree[feature_name][value] = sub_tree
return self
def predict(self, X):
"""
预测
"""
predictions = []
for i in range(len(X)):
node = self.tree
while isinstance(node, dict):
key = str(list(node.keys())[0])
value = X[i, int(key)]
node = node[key][value]
predictions.append(node)
return predictions
def load_data():
data = pd.DataFrame({
'Outlook': ['Sunny', 'Sunny', 'Overcast', 'Rain', 'Rain', 'Rain', 'Overcast', 'Sunny', 'Sunny', 'Rain', 'Sunny', 'Overcast', 'Overcast', 'Rain'],
'Temperature': ['Hot', 'Hot', 'Hot', 'Mild', 'Cool', 'Cool', 'Cool', 'Mild', 'Cool', 'Mild', 'Mild', 'Mild', 'Hot', 'Mild'],
'Humidity': ['High', 'High', 'High', 'High', 'Normal', 'Normal', 'Normal', 'High', 'Normal', 'Normal', 'Normal', 'High', 'Normal', 'High'],
'Wind': ['Weak', 'Strong', 'Weak', 'Weak', 'Weak', 'Strong', 'Strong', 'Weak', 'Weak', 'Weak', 'Strong', 'Strong', 'Weak', 'Strong'],
'PlayTennis': ['No', 'No', 'Yes', 'Yes', 'Yes', 'No', 'Yes', 'No', 'Yes', 'Yes', 'Yes', 'Yes', 'Yes', 'No']
})
X = data.iloc[:, :-1].values
y = data.iloc[:, -1].values
return X, y
if __name__ == '__main__':
X, y = load_data()
dt = DecisionTree()
dt.fit(X, y)
print(dt.tree)
```
生成的决策树如下:
```
{
'0': {
'Overcast': 'Yes',
'Rain': {
'2': {
'Normal': 'Yes',
'High': 'No'
}
},
'Sunny': {
'3': {
'Weak': 'Yes',
'Strong': 'No'
}
}
}
}
```
可视化显示可以使用Graphviz库,代码如下:
```python
from graphviz import Digraph
class DrawDecisionTree:
def __init__(self, tree):
self.tree = tree
self.dot = Digraph()
def draw(self, node, parent=None):
if isinstance(node, dict):
for key in node.keys():
if parent is not None:
self.dot.edge(parent, key)
self.draw(node[key], key)
else:
self.dot.node(node)
def show(self):
self.draw(self.tree)
self.dot.view()
if __name__ == '__main__':
X, y = load_data()
dt = DecisionTree()
dt.fit(X, y)
tree = dt.tree
ddt = DrawDecisionTree(tree)
ddt.show()
```
生成的决策树如下图所示:
![决策树](https://img-blog.csdn.net/20180820104418486?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rlc3QxOTk4/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/85)