决策树手写数字识别代码

时间: 2023-09-15 19:15:23 浏览: 45
以下是一个简单的决策树手写数字识别代码的示例: ```python import numpy as np class DecisionTree: def __init__(self, depth=1): self.depth = depth self.tree = {} def fit(self, X, y): self.tree = self.build_tree(X, y, self.depth) def predict(self, X): y_pred = [self.predict_one(x, self.tree) for x in X] return np.array(y_pred) def predict_one(self, x, tree): if isinstance(tree, int): return tree else: feature, value, left_subtree, right_subtree = tree if x[feature] <= value: return self.predict_one(x, left_subtree) else: return self.predict_one(x, right_subtree) def build_tree(self, X, y, depth): if len(set(y)) == 1: return y[0] elif depth == 0: return self.get_majority(y) else: feature, value = self.get_best_split(X, y) left_X, left_y, right_X, right_y = self.split_data(X, y, feature, value) left_subtree = self.build_tree(left_X, left_y, depth-1) right_subtree = self.build_tree(right_X, right_y, depth-1) return feature, value, left_subtree, right_subtree def get_best_split(self, X, y): best_feature, best_value, best_score = None, None, -1 for feature in range(X.shape[1]): for value in np.unique(X[:, feature]): left_X, left_y, right_X, right_y = self.split_data(X, y, feature, value) score = self.gini_index(left_y) * len(left_y) + self.gini_index(right_y) * len(right_y) if score > best_score: best_feature, best_value, best_score = feature, value, score return best_feature, best_value def split_data(self, X, y, feature, value): left_idx = X[:, feature] <= value right_idx = X[:, feature] > value left_X, left_y = X[left_idx], y[left_idx] right_X, right_y = X[right_idx], y[right_idx] return left_X, left_y, right_X, right_y def gini_index(self, y): _, counts = np.unique(y, return_counts=True) p = counts / len(y) return 1 - np.sum(p**2) def get_majority(self, y): _, counts = np.unique(y, return_counts=True) return np.argmax(counts) ``` 在这个示例中,我们使用基尼不纯度(gini impurity)作为分裂标准,构建了一棵深度为1的决策树。我们可以将该决策树应用于手写数字识别,使用MNIST数据集进行训练和测试。具体的实现细节可以参考以下示例代码: ```python import gzip import pickle def load_data(): with gzip.open('./data/mnist.pkl.gz', 'rb') as f: train_data, _, test_data = pickle.load(f, encoding='latin1') X_train, y_train = train_data X_test, y_test = test_data return X_train, y_train, X_test, y_test X_train, y_train, X_test, y_test = load_data() tree = DecisionTree(depth=1) tree.fit(X_train, y_train) y_pred = tree.predict(X_test) accuracy = np.mean(y_pred == y_test) print("Accuracy:", accuracy) ``` 在这个示例中,我们将MNIST数据集加载到内存中,使用决策树对数据进行训练和测试,并计算模型的准确度。

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