模式识别与机器学习(十二):随机森林

原理

随机森林(Random Forest, RF)是Bagging的一个扩展变体。RF在以决策树为基学习器构建Bagging集成的基础上,在决策树的训练过程中引入随机属性选择。训练每颗决策树时随机选出部分特征作为输入,所以该算法被称为随机森林算法。

在RF中,对基决策树的每个结点,先从该结点的属性集合中随机选择一个包含k个属性的子集(假定有d个属性),然后再从这个子集中选择一个最优属性用于划分。参数k控制了随机性的引入程度,一般情况下推荐 k = log ⁡ 2 d \mathrm{k}=\log_{2}\mathrm{d} k=log2d。随机森林的具体形式如下图:

假设训练集 T 的大小为 N ,特征数目为 M ,随机森林的大小为 K ,随机森林算法的具体步骤如下:

1.遍历随机森林的大小 K 次:

(1).从训练集 T 中有放回抽样的方式,取样N 次形成一个新子训练集 D

(2).随机选择 m 个特征,其中 m < M

(3).使用新的训练集 D 和 m 个特征,学习出一个完整的决策树

2.得到随机森林

实现

python 复制代码
from sklearn.model_selection import KFold
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score
from sklearn.datasets import load_iris
import numpy as np

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 创建5折交叉验证器
kf = KFold(n_splits=5, random_state=42, shuffle=True)

# 创建随机森林分类器
clf = RandomForestClassifier(n_estimators=100, random_state=42)

# 存储每折的准确率
accuracies = []

# 进行5折交叉验证
for train_index, test_index in kf.split(X):
    X_train, X_test = X[train_index], X[test_index]
    y_train, y_test = y[train_index], y[test_index]

    # 训练模型
    clf.fit(X_train, y_train)

    # 预测测试集
    y_pred = clf.predict(X_test)

    # 计算准确率
    accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
    accuracies.append(accuracy)

# 计算平均准确率
average_accuracy = np.mean(accuracies)
print(f'Average accuracy: {average_accuracy}')

这段代码首先加载了鸢尾花数据集,并创建了一个5折交叉验证器和一个随机森林分类器。然后,对每一折的数据进行训练和测试,并计算了每一折的准确率。最后,计算了平均准确率。

相关推荐
前端中后台4 分钟前
Cursor实践使用技巧
人工智能·程序员
康斯坦丁师傅9 分钟前
Claude 4.0+GPT国内直接使用,不降智不封号,太牛了!
人工智能
搬砖者(视觉算法工程师)1 小时前
关于球面投影SphericalProjector的介绍以及代码开发
人工智能
love530love1 小时前
MSYS2 环境下 Python 开发配置(结合 PyCharm)使用笔记
人工智能·windows·笔记·python·pycharm·virtualenv·uv
AI妈妈手把手1 小时前
K-means++:让K-means“聪明”地选择初始中心点
算法·机器学习·kmeans·聚类算法·技术分享·python实现·k-means++
二闹1 小时前
机器眼中的“连连看🎭️”CV算法入门指北
人工智能·opencv·算法
Java中文社群1 小时前
ChatClient vs ChatModel:开发者必须知道的4大区别!
java·人工智能·后端
掘金一周1 小时前
AI 赋能编程,Coding新范式 | 掘金一周 6.19
人工智能·ai编程
说私域2 小时前
开源AI大模型AI智能名片S2B2C商城小程序源码赋能下的“信息找人”:人工智能时代的精准零售场景
大数据·人工智能·小程序·开源·零售
学术 学术 Fun2 小时前
[特殊字符] NarratoAI:AI驱动的短剧解说视频自动化生成工具整合包
人工智能