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python机器学习之决策树

时间:2019-08-14 21:52:10      阅读:107      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

决策树(Decision Tree)是一种非参数的有监督学习方法,它能够从一系列有特征和标签的数据中总结出决策规则,并用树状图的结构来呈现这些规则,以解决分类和回归问题。决策树尤其在以数模型为核心的各种集成算法中表现突出。
开放平台:Jupyter lab
根据菜菜的sklearn课堂实效生成一棵决策树。
三行代码解决问题。

from sklearn import tree                          #导入需要的模块
clf = tree.DecisionTreeClassifier()             #实例化
clf = clf.fit(X_train,Y_train)                      #用训练集数据训练模型
result = clf.score(X_test,Y_test)               #导入测试集,从接口中调用所需要信息

 利用红酒数据集画出一棵决策树。

从sklearn库中引入决策树、红酒数据集

from sklearn import tree
from sklearn.datasets import load_wine
from sklearn.model_selection import train_test_split

根据不纯度找出最佳节点和最佳的分歧方法。计算不纯度有两个指标:信息熵和基尼(Gini)指数。

例化决策树,DecisionTreeClassifier是分类树,DecisionTreeRegressor是回归树,tree.export_graphviz命令是将生成的决策树导出为DOT格式,画图专用。通常使用基尼系数,数据维数很大,噪声很大时使用基尼系数。维度低,数据比较清晰时,信息熵与基尼系数没区别。当决策树的拟合程度不够时,使用信息熵。

下面例化决策树,首先将数据分成训练集和测试集。

Xtrain,Xtest,Ytrain,Ytest = train_test_split(wine.data, wine.target, test_size = 0.3)

注意分类的顺序为XXYY

clf = tree.DecisionTreeClassifier(criterion = "entropy")
clf = clf.fit(Xtrain, Ytrain)
score = clf.score(Xtest, Ytest) #返回预测的准确度accuracy

我得到的分数为

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效果还可以。

决策树在此时已经生成,但是不太直观,之后我们进行图像的绘制。将特征和类别命名。

feature_name = ["酒精","苹果酸","灰","灰的碱性","镁","总酚","类黄酮","非黄烷类酚类","花青素","颜色强度","色调","od280/od315稀疏葡萄酒","脯氨酸"]

import graphviz
dot_data = tree.export_graphviz(clf
                                ,feature_names = feature_name
                                ,class_names = ["琴酒","雪莉","贝尔莫得"]
                                ,filled = True   #填充颜色
                                ,rounded = True    #画出的方块无棱角
                               )

graph = graphviz.Source(dot_data)
graph

然后运行,我们就可以得到一棵树啦(*^▽^*)。

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运行[*zip(feature_name,clf.feature_importances_)] 可以看到每个属性在分类时的比重。得到:

[(‘酒精‘, 0.03965653811434505),
(‘苹果酸‘, 0.02068204382894391),
(‘灰‘, 0.0),
(‘灰的碱性‘, 0.0),
(‘镁‘, 0.06068969686746859),
(‘总酚‘, 0.0),
(‘类黄酮‘, 0.061368064261131956),
(‘非黄烷类酚类‘, 0.0),
(‘花青素‘, 0.0),
(‘颜色强度‘, 0.08690808214504504),
(‘色调‘, 0.03270487272137427),
(‘od280/od315稀疏葡萄酒‘, 0.26633722918973335),
(‘脯氨酸‘, 0.4316534728719579)]

可以看到并不是所有的特征都发挥着作用,只有八个特征有比重,且比重最大为脯氨酸,其次是od280/od315稀疏葡萄酒。

 random_state & splitter 参数 (可以防止过拟合)

random_state 用来设置分枝中的随机模式的参数,默认为None,在高维度时随机性会表现更明显,低维度数据随机性几乎不会显现。输入任意整数,会一直长出同一棵树,让模型稳定下来。

splitter也是用来控制决策树中的随机选项。"best":决策树在分枝时虽然随机,但是还会优先选择更重要的特征进行分枝。"random"决策树在分枝时会更加随机,树会更深,对训练集的拟合度将会降低。

clf = tree.DecisionTreeClassifier(criterion = "entropy", random_state=10, splitter="random")
clf = clf.fit(Xtrain, Ytrain)
score = clf.score(Xtest, Ytest) #返回预测的准确度accuracy
score

 剪枝参数 

max_depth 限制树的最大深度,建议从=3开始尝试。

min_samples_leaf 分枝会朝着满足每个子节点都包含min_samples_leaf个样本的方向发生,建议从=5开始。

min_samples_split 一个节点必须要包含至少min_samples_split个训练样本,这个节点才允许被分枝,否则分枝就不会发生。

max_features 限制分枝时考虑的特征个数,超过限制个数的特征会被舍弃。但强行设定这个参数会使模型学习不足。

min_impurity_decrease 限制信息增益的大小,信息增益小于设定数值的分枝不会发生。0.19版本

 

 

 

python机器学习之决策树

原文:https://www.cnblogs.com/amberwang2018/p/11354153.html

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