决策树 ID3 算法

ID3 算法

ID3 算法

  • ID3 算法最早是由罗斯昆 (J.Ross Quinlan) 于1975年提出的一种决策树构建算法,算法的核心是"信息熵",期望信息越小,信息熵越大,样本纯度越低。。
  • ID3 算法是以信息论为基础,以信息增益为衡量标准,从而实现对数据的归纳分类
  • ID3 算法计算每个属性的信息增益,并选取具有最高增益的属性作为给定的测试属性。

ID3 算法步骤:

  • 1.初始化特征集合和数据集合
  • 2.计算数据集合信息和所有特征的条件熵,选择信息增益最大的特征作为当前决策节点
  • 3.更新数据集合和特征集合(删除上一步使用的特征,并按照特征值来划分不同分支的数据集合)
  • 4.重复 2,3 两步,若子集值包含单一特征,则为分支叶子节点。

信息熵

H ( D ) = − ∑ k = 1 K ∣ C k ∣ ∣ D ∣ log ⁡ 2 ∣ C k ∣ ∣ D ∣ H(D)=-\sum_{k=1}^{K} \frac{\left|C_{k}\right|}{|D|} \log {2} \frac{\left|C{k}\right|}{|D|} H(D)=−k=1∑K∣D∣∣Ck∣log2∣D∣∣Ck∣

K是类别,D是数据集, C k C_{k} Ck是类别K下的数据集

条件熵

H ( D ∣ A ) = ∑ i = 1 n ∣ D i ∣ ∣ D ∣ H ( D i ) H(D | A)=\sum_{i=1}^{n} \frac{\left|D_{i}\right|}{|D|} H\left(D_{i}\right) H(D∣A)=i=1∑n∣D∣∣Di∣H(Di)

A是特征,i是特征取值

信息增益(ID3)

g ( D , A ) = H ( D ) − H ( D ∣ A ) g(D, A)=H(D)-H(D|A) g(D,A)=H(D)−H(D∣A)

特征选择的目的在于选取对训练数据能够分类的特征,关键是其准则

样本集合 D D D对特征 A A A的信息增益(ID3)

g ( D , A ) = H ( D ) − H ( D ∣ A ) g(D, A)=H(D)-H(D|A) g(D,A)=H(D)−H(D∣A)

其中, H ( D ) H(D) H(D)是数据集 D D D的熵, H ( D i ) H(D_i) H(Di)是数据集 D i D_i Di的熵, H ( D ∣ A ) H(D|A) H(D∣A)是数据集 D D D对特征 A A A的条件熵。 D i D_i Di是 D D D中特征 A A A取第 i i i个值的样本子集, C k C_k Ck是 D D D中属于第 k k k类的样本子集。 n n n是特征 A A A取 值的个数, K K K是类的个数。

ID3 算法缺点

ID3 没有剪枝策略,容易过拟合

信息增益准则对可取值数目较多的特征有所偏好,类似"编号"的特征其信息增益接近于 1

只能用于处理离散分布的特征没有考虑缺失值

相关推荐
qq_416018723 分钟前
C++中的模板方法模式
开发语言·c++·算法
人工智能培训23 分钟前
具身智能系统集成与计算效率优化路径探析
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·大模型
天上路人28 分钟前
A-59F 多功能语音处理模组在本地会议系统扩音啸叫处理中的技术应用与性能分析
人工智能·神经网络·算法·硬件架构·音视频·语音识别·实时音视频
yang_B6211 小时前
噪声处理方法
大数据·人工智能·算法
菜菜小狗的学习笔记1 小时前
剑指Offer算法题(九)搜索
数据结构·算法·深度优先
JosieBook1 小时前
【C#】C# 所有关键字总结
开发语言·算法·c#
Gideon_k_Marx1 小时前
读代码3:OLMo3全详解 - layer2--Data (上)
人工智能·深度学习·机器学习·语言模型·自然语言处理
无忧智库1 小时前
算力、算法、数据三位一体:构建城市级AI大模型算力池的全景式解构与未来展望(WORD)
大数据·人工智能·算法
L-影1 小时前
下篇:它到底是怎么操作的——AI中半监督学习的类型与作用,以及为什么它成了行业的“最优解”
人工智能·学习·机器学习·ai·半监督学习
蓝天守卫者联盟12 小时前
2026乙酸乙酯回收设备厂家选型与技术实践
java·jvm·python·算法