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
ZJU_统一阿萨姆1 小时前
【算子开发】矩阵乘法(GEMM)入门与共享内存优化
人工智能·线性代数·矩阵·系统架构
AI码农小姐姐1 小时前
AI漫剧用什么软件制作?知漫剧对比即梦/豆包/可灵怎么选?
人工智能
YH55269842 小时前
GPT‑5.6 Sol 原本支持 1M 上下文,Codex 现已放开此前限制,如何看待这次调整?
java·jvm·人工智能·gpt·算法·chatgpt
ZYJCSZKJ2 小时前
AI数字人实时交互系统的工程架构与多方言适配实践
人工智能·架构·交互·ai数字人直播系统
2601_965958462 小时前
口腔黏膜脱皮超2周未愈建议及时就医
人工智能·python
智购科技智能售货柜2 小时前
2026自动售货机整机可靠性测试:从高低温交变到EMC电磁兼容的认证工程实践~YH
运维·服务器·数据库·人工智能·物联网
“初生”2 小时前
用 Codex 做一致性 AI 动画:5 步工作流,角色不再漂移
人工智能·ai·chatgpt
AI_小站2 小时前
刚面完百度的 Agent 开发岗,我才发现:世界就是个巨大的草台班子
java·开发语言·人工智能·spring·百度·langchain
随风而飘1862 小时前
KEITHLEY吉时利 2400 数字源表
人工智能·功能测试·科技·测试工具
HyperAI超神经2 小时前
【Triton 教程】triton_language.fdiv
人工智能·深度学习·triton