机器学习决策树

何仙鸟2025-03-02 19:05

一、香农公式

熵：

信息增益：

信息增益=信息熵-条件熵

前者是初始信息熵大小，后者是因为条件加入后带来的确定性增加

信息增益表示得知特征X的信息而使得类Y的信息的不确定性减少的程度

信息增益越大说明影响越大

二、代码

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"""
决策树对泰坦尼克号进行预测生死
:return: None
"""
# 获取数据
titan = pd.read_csv("./data/titanic.txt")
titan.info() # info()查看数据信息，包括每列的类型，非空值个数，内存占用等

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# 处理数据，找出特征值和目标值
x = titan[['pclass', 'age', 'sex']]

y = titan['survived']
print(x.info())  # 用来判断是否有空值
x.describe(include='all') # 用来查看数据的描述性统计信息

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# 一定要进行缺失值处理,填为均值
mean=x['age'].mean()
print(mean)
x.loc[:,'age']=x.loc[:,'age'].fillna(mean)

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# 分割数据集到训练集合测试集
x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.25, random_state=4)
print(x_train.head())

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x_train.to_dict(orient="records") #把df变为列表套字典，后面方便变成one_hot编码

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# 进行处理（特征工程）特征-》类别-》one_hot编码
dict = DictVectorizer(sparse=False) # sparse=False表示不用稀疏矩阵，用numpy数组

# 这一步是对字典进行特征抽取,to_dict可以把df变为字典，records代表列名变为键
x_train = dict.fit_transform(x_train.to_dict(orient="records"))
print(type(x_train))
print(dict.get_feature_names_out())
print('-' * 50)
x_test = dict.transform(x_test.to_dict(orient="records"))
print(x_train)

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# 用决策树进行预测，修改max_depth试试,修改criterion为entropy
#树过于复杂，就会产生过拟合
dec = DecisionTreeClassifier()

#训练
dec.fit(x_train, y_train)

# 预测准确率
print("预测的准确率：", dec.score(x_test, y_test))

# 导出决策树的结构
export_graphviz(dec, out_file="tree.dot",
                feature_names=['age', 'pclass=1st', 'pclass=2nd', 'pclass=3rd', 'female', 'male'])