1、决策树:
是一种树形结构,用于通过一系列的是非问题来预测目标值。在决策树回归中,树的叶子节点代表预测的连续值。
2、数据准备:
收集数据集,并对其进行清洗和预处理。
将数据集分为特征(X)和目标变量(y)。
python
# 读取CSV文件中的数据
data = pd.read_csv("spambase.csv")
# 选取特征列和目标列
x = data.iloc[:, :-1] # 特征数据
y = data.iloc[:, -1] # 目标数据
3、特征选择:
选择用于构建决策树的特征。这可以通过特征重要性分析来完成。
python
# 划分训练集和测试集,测试集占20%,随机状态设置为42以保证结果可复现
x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.2, random_state=42)
4、构建决策树:
从根节点开始,选择一个特征和该特征的某个值作为分割点。
基于分割点将数据集分为子集。
对每个子集重复上述过程,直到满足停止条件(例如,达到最大深度,或子集中的样本数量小于某个阈值)。
6、剪枝:
为了防止过拟合,可以对树进行剪枝。剪枝可以是预剪枝(在树生长之前设置最大深度)或后剪枝(在树生长后删除一些分支)。
python
# 初始化一个列表来存储不同树深度的交叉验证分数
scores = []
# 定义一个树深度候选列表
c = [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]
# 遍历树深度候选列表
for i in c:
# 创建一个决策树回归模型,设置最大深度为当前候选深度
reg = DecisionTreeRegressor(max_depth=i)
# 对训练集进行8折交叉验证,并获取分数
score = cross_val_score(reg, x_train, y_train, cv=8)
# 计算交叉验证分数的平均值
score_mean = sum(score) / len(score)
# 将平均分数添加到分数列表中
scores.append(score_mean)
# 使用分数列表中的最大值找到最佳树深度
best_c = c[np.argmax(scores)]
# 使用最佳树深度创建决策树回归模型
reg = DecisionTreeRegressor(max_depth=best_c)
7、训练模型:
使用训练数据集来训练决策树模型。
python
# 训练模型
reg.fit(x_train, y_train)
8、预测:
使用训练好的模型对新的数据进行预测。
python
# 使用测试集进行预测
predict_test = reg.predict(x_test)
# 打印模型在测试集上的R^2分数
print(reg.score(x_test, y_test))
9、结果
10、参数调整:
根据模型评估的结果,调整模型参数以优化性能。
**tree.**DecisionTreeRegressor (criterion='mse' , splitter='best' , max_depth=None , min_samples_split=2 , min_samples_leaf=1 , min_weight_fraction_leaf=0.0 , max_features=None , random_state=None , max_leaf_nodes=None , min_impurity_decrease=0.0 , min_impurity_split=None , presort=False )
1.criterion:节点分裂依据。默认:mse,可选择·mae(平均绝对误差)->使用绝对值。
2.splitter:默认best,表示以最优的方式切分节点。决定了树构建过程中的节点分裂策略。值为'best',意味着在每个节点上,算法会找出最好的分割点来尽量降低信息熵或者减少均方误差。如果设置为'random',则算法会随机选择一个特征进行分裂。
3.max_depth:树的最大深度。过深的树可能导致过拟合。
4.min_samples_split :默认值是2. 分裂一个内部节点需要的最小样本数。
5.min_samples_leaf : 默认值是1,叶子节点最少样本数。
6.max_leaf_nodes :设置最多的叶子节点个数,达到要求就停止分裂【控制过拟合】。
11、完整代码
python
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score
from sklearn.model_selection import train_test_split
# 读取CSV文件中的数据
data = pd.read_csv("spambase.csv")
# 选取特征列和目标列
x = data.iloc[:, :-1] # 特征数据
y = data.iloc[:, -1] # 目标数据
# 划分训练集和测试集,测试集占20%,随机状态设置为42以保证结果可复现
x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.2, random_state=42)
# 导入决策树回归模型和交叉验证函数
from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor
from sklearn.model_selection import cross_val_score
# 初始化一个列表来存储不同树深度的交叉验证分数
scores = []
# 定义一个树深度候选列表
c = [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]
# 遍历树深度候选列表
for i in c:
# 创建一个决策树回归模型,设置最大深度为当前候选深度
reg = DecisionTreeRegressor(max_depth=i)
# 对训练集进行8折交叉验证,并获取分数
score = cross_val_score(reg, x_train, y_train, cv=8)
# 计算交叉验证分数的平均值
score_mean = sum(score) / len(score)
# 将平均分数添加到分数列表中
scores.append(score_mean)
# 使用分数列表中的最大值找到最佳树深度
best_c = c[np.argmax(scores)]
# 使用最佳树深度创建决策树回归模型
reg = DecisionTreeRegressor(max_depth=best_c)
# 训练模型
reg.fit(x_train, y_train)
# 打印最佳树深度
print(best_c)
# 使用测试集进行预测
predict_test = reg.predict(x_test)
# 打印模型在测试集上的R^2分数
print(reg.score(x_test, y_test))