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大话AI算法: 决策树

hqy hqy 发表于2025-02-25 01:09:06 浏览13 评论0百度已收录

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所谓的决策树算法, 通俗的说就是 建立一个树形的结构,通过这个结构去一层一层的筛选判断问题是否好坏的算法。

比如判断一个西瓜是否好瓜, 有20条西瓜的样本提供给你,让你根据这20条(通过机器学习)建立起一个树形结构。并能够用这个树形结构来判断更多的样本是否好的西瓜。

20个样本中包含了其中以下几个类型:

1.色泽(取值:青绿,乌黑,浅白);

2.敲声(取值:浊响,清脆,沉闷);

3.纹理(取值:清晰,稍糊,模糊);

怎样才能建立这个牛逼哄哄的大树呢?

那就不能不提到一个概念:熵, 但我发现, 每当提一个数学概念, 人们就会对文章产生怨念,并有立马把文章扔一边的冲动。 那咱们换个接地气的说话:“稳”, 对, 要找几条最稳当,我们最能猜的出来结果的几条样本。并根据这几条最稳当的样本一层一层的建立树形结构。

什么算稳, 你这次考第一名,下次考倒数第一名算稳吗, 肯定不算。长时间的稳定在一个位置才算稳, 不仅仅是长时间稳定在第一名, 长时间稳定在倒数第一名同样算稳定。引申到西瓜的样本里就是:如果这个类型的样本下的西瓜绝大多数是好瓜, 或者绝大多数是坏瓜,那么他就是一个非常好的建立决策树根节点的选择。

比如上面的3个类型中色泽的取值里, 青绿色的瓜有3个好瓜,3个坏瓜,乌黑色的瓜里有3个好瓜3个坏瓜,浅白的同样有3个好瓜3个坏瓜,大家觉得他是一个好的建立根节点的选择吗, 当然不是!因为他的成绩很不稳定,换句话说,我们无法根据这个色泽的属性来准确的判定这是否是一个好瓜,再或者说“色泽”这个属性跟判断好坏没有太大的联系。

反过来如果 色泽属性里 ,青绿色的瓜有6个好瓜0个坏瓜,乌黑色有6个好瓜,0个坏瓜,浅白色有0个好瓜,6个坏瓜。我们是不是 很直观的发现色泽属性能很好的判断是否好瓜。那属性色泽就是很好的根节点候选者。

假如我们以色泽建立了根节点, 往下怎么办, 好办,看看色泽类型有几种取值(青绿,乌黑,浅白),就开几个下面的分支,并根据划分的样本重复上面的步骤。树形结构就这么建立起来了。

现在问题来了,如果这个属性的取值不像上面那么明显,没有看起来的那么绝对, 怎么办? 大家不用担心,我们有足够优秀的数学工具来解决这个问题,其中一个工具就是上面提到的概念:熵。熵代表一件事情变化的混乱程度(不可预知程度)。一件事情越不可预知,熵的取值就会越大。数学大师们很巧妙的通过概率和熵建立了一个非常优秀的筛选工具,帮助我们筛选出节点。大家有兴趣可以深入了解下。

有时候我们发现建立的树形结构并不是那么的完美,树上的某些枝叶判断是否好瓜并没有那么精准,这时候我们就要减掉这些枝叶了, 剪枝叶这件事其实也挺讲究,你可以在刚刚建好的时候来判断是否减掉(预剪枝),也可以在建好完整的决策树后再全部进行检查(后剪枝)。事实证明“后剪枝”的效果更好,但是算法开销较大。

决策树算法就大话到这里了, 有兴趣的小伙伴可以联系我一块讨论。

文献参考:西瓜书