决策树--ID3算法

决策树--ID3算法

概念

(1)信息熵

E n t r o p y ( x ) = − ∑ i N c l a s s P ( x i ) l o g 2 P ( x i ) Entropy(x) = -\sum_{i}^{N_{class}}P(x_i)log_2 P(x_i) Entropy(x)=−i∑NclassP(xi)log2P(xi)

假设只有2个类别(N=2), P(x_i) 在【 0 , 1 】之间, 在【0,1】之间, 在【0,1】之间,log_2 P(x_i) 小于0,因此Entropy(x) 大于0;

当两类别概率分别0.5,0.5的时候(样本均匀)信息熵最大,此时纯度最低;当分别为1,0的时候信息熵最小,此时纯度最高;

因此,信息熵表示不确定性(混乱程度),纯度最低的时候混乱性最大。

息增益指的就是划分可以带来纯度的提高,信息熵的下降。

(2)信息增益

决策树划分需要往数据纯度提高的方向进行才能正确识别样本,即信息熵变小的方向,假设划分前的信息熵为 S S S,根据特征 T T T划分后的信息熵为 S T S_{T} ST,则 S T S_{T} ST的值应该最小,即 S − S T S-S_{T} S−ST的值(信息增益)应该最大;

即信息增益最大的时候划分的数据越纯;

信息增益的计算公式为:
G a i n ( S , T ) = E n t r o p y ( S ) − ∑ v ∈ T ∣ S v ∣ ∣ S ∣ E n t r o p y ( ∣ S v ∣ ) Gain(S, T) = Entropy(S) -\sum_{v\in T }^{} \frac{|S_v|}{|S|} Entropy(|S_v|) Gain(S,T)=Entropy(S)−v∈T∑∣S∣∣Sv∣Entropy(∣Sv∣)

其中, v v v为特征 T T T的取值,当 v v v为特征 T 1 T_1 T1时,一共有样本数目为 ∣ S v ∣ |S_v| ∣Sv∣,该集合的信息熵为 E n t r o p y ( ∣ S v ∣ ) Entropy(|S_v|) Entropy(∣Sv∣)

相关推荐
LO嘉嘉VE4 小时前
学习笔记十四:决策树剪枝
决策树·机器学习
2501_9411474216 小时前
人工智能与大数据:推动未来智能制造的双引擎
决策树
大千AI助手2 天前
多叉树:核心概念、算法实现与全领域应用
人工智能·算法·决策树·机器学习··多叉树·大千ai助手
江塘3 天前
机器学习-决策树多种生成方法讲解及实战代码讲解(C++/Python实现)
c++·python·决策树·机器学习
大千AI助手3 天前
代价复杂度剪枝(CCP)详解:原理、实现与应用
人工智能·决策树·机器学习·剪枝·大千ai助手·代价复杂度剪枝·ccp
2401_861277555 天前
软考程序员2016年上半年二叉排序树案例题解答
c语言·决策树·链表
Blossom.1187 天前
AI Agent记忆系统深度实现:从短期记忆到长期人格的演进
人工智能·python·深度学习·算法·决策树·机器学习·copilot
大千AI助手8 天前
决策树悲观错误剪枝(PEP)详解:原理、实现与应用
人工智能·算法·决策树·机器学习·剪枝·大千ai助手·悲观错误剪枝
大袁同学9 天前
【二叉搜索树】:程序的“决策树”,排序数据的基石
数据结构·c++·算法·决策树·stl
南汐汐月12 天前
重生归来,我要成功 Python 高手--day33 决策树
开发语言·python·决策树