【机器学习】决策树

参考课程视频:https://www.icourse163.org/course/NEU-1462101162?tid=1471214452

1 概述

样子:

2 分裂

2.1 分裂原则

信息增益

信息增益比

基尼指数

3 终止 & 剪枝

3.1 终止条件

  • 无需分裂
    • 当前节点内样本同属一类
  • 无法分裂
    • 当前节点内所有样本的特征向量完全相同
    • 采用任何特征都无法将当前样本集分为多个子类
  • 无数据可分
    • 当前节点内没有样本

3.2 剪枝

剪枝的目的:解决决策树过拟合现象(决策树规模大),提高决策树的泛化性能。

剪枝方法

  • 前剪枝(预剪枝)
    • 在决策树的生成过程中同步进行剪枝
    • 在节点进行分裂前,对比节点分裂前后决策树的泛化性能指标,若泛化性能在分裂后得到提升,执行分裂;否则不执行分裂。
  • 后剪枝
    • 在决策树完全生成后逐步剪去叶子节点
    • 常采用启发式方法从最深层的叶子节点或具有最高不纯度的
      叶子节点开始剪枝
    • 通过对比剪枝前后的泛化指标,决定是否剪去该叶子节点。

前剪枝 & 后剪枝 策略对比:

策略 时间 拟合风险 泛化能力
前剪枝 训练时间较少、测试时间较少 过拟合风险较低 、欠拟合风险较高 泛化能力一般
后剪枝 训练时间较长、测试时间较少 过拟合风险较低、欠拟合风险稳定 泛化能力较好

通常后剪枝比前剪枝保留的决策树规模更大。

4 决策树算法

4.1 经典决策树算法

ID3

C4.5

CART(Classification And Regression Tree)

4.2 算法对比分析

算法 特征选择 剪枝 处理数据类型 树类型
ID3 信息增益 离散 多叉树
C4.5 信息增益比 前剪枝 离散、连续 多叉树
CART 基尼指数 后剪枝 离散、连续 二叉树

总结:

  • CART的功能更全:分类、回归
  • CART具有更好的泛化性能:二叉树,后剪枝。
  • CART训练时间较长,计算开销较大。
  • 信息增益、信息增益比和基尼指数各有利弊。
相关推荐
瑞华丽PLM19 小时前
国产PLM软件供应商
大数据·人工智能·国产plm·瑞华丽plm·瑞华丽
初心未改HD19 小时前
NLP之GPT生成式模型详解
人工智能·自然语言处理
AI品信智慧数智人19 小时前
当智能语音交互遇上仿真机器人,解锁AI人机交互新范式✨
人工智能·机器人·交互
jimmyleeee19 小时前
人工智能基础知识笔记四十:Claude 扩展机制深度解构:Command、Skill、Sub-agent 与 Hook 的四层协同架构
人工智能·笔记
xingyuzhisuan19 小时前
2026实测:租用RTX 4090 CUDA适配与PyTorch精准安装教程
人工智能·pytorch·python·深度学习·gpu算力
逆境不可逃19 小时前
【与我学 ClaudeCode】规划与协调篇 之 Skills:按需加载的领域知识框架
大数据·人工智能·elasticsearch·搜索引擎·agent·claudecode
嗯、.19 小时前
Agent 路由架构的一次尝试:LangGraph + Swarm Handoff + 小模型 Router
人工智能·python·swarm·langgraph·multi-agent·model-routing
luyu007_00719 小时前
鲁渝能源全功率无线充电为巡检机器人筑牢能源底座
人工智能·安全·机器人·能源
学困昇19 小时前
Linux 动静态库制作与原理:从 .a、.so 到 ELF 加载一次讲透
linux·运维·服务器·c语言·开发语言·c++·人工智能
一切皆是因缘际会19 小时前
从概率拟合到内生心智:七层投影架构重构AGI数字生命新范式
大数据·数据结构·人工智能·重构·架构·agi