数据挖掘之决策树算法理论与实战—Nieson
决策树很详细的算法介绍
决策树很详细的算法介绍决策树（Decision Tree）是一种常用的机器学习算法，它模拟人类决策过程的思维方式，能够通过学习已有数据集建立一个树状模型，来进行分类和回归的预测。
它可以处理具有离散和连续属性的数据，并具有较好的可解释性和易于理解的特点。
本文将对决策树算法进行详细介绍。
一、决策树算法的基本原理决策树算法基于“分而治之”的思想，将复杂的问题分解为一系列简单的决策判断，从而构建一个树状模型。
决策树的根节点表示最初的决策，内部节点代表决策的中间过程，叶节点表示最终的决策结果。
决策树的构建过程包括特征选择、树的生成和剪枝三个步骤。
特征选择是决策树算法中非常重要的一步，目的是选择对结果预测有最大分类能力的特征作为划分标准。
经典的特征选择方法有信息增益（ID3）、增益比（C4.5）和基尼指数（CART）等。
信息增益以信息熵的减少量作为特征选择的标准，增益比在信息增益的基础上，对特征本身的信息熵做出惩罚，而基尼指数则衡量数据集的不确定性。
树的生成是决策树算法的核心部分，它可以通过递归地将训练数据划分为不同的子集，直到子集中的数据属于同一类别为止。
生成过程中，通过计算选择的特征对数据集进行划分，并将数据集按照该特征的取值划分为若干子集。
重复这个划分过程，直到每个子集中的数据都属于同一类别，或者没有更多的特征可以选择。
决策树的剪枝是为了防止过拟合现象的发生，过拟合指的是决策树建立过于复杂，过多地考虑了数据集的特殊噪声和异常情况，导致模型在测试数据上表现较差。
剪枝的目标是通过去掉一些分支来简化树模型，提高模型的泛化能力。
决策树剪枝算法有预剪枝和后剪枝两种方式，预剪枝在生成树的过程中进行剪枝，后剪枝在生成树之后进行剪枝。
二、决策树的优势和不足决策树算法具有以下优势：1.决策树易于理解和解释，生成的规则形式直观，能够为决策提供明确的解释。
2.决策树算法是一种非参数方法，对数据的分布没有假设，适用于各种类型的数据。
数据挖掘及决策树
数据挖掘及决策树数据挖掘是一种通过自动或半自动的方式从大量数据中提取出有用的信息和知识的过程。
决策树是一种常用的数据挖掘算法，它通过将数据样本划分为不同的类别或回归值，构建一个树状结构来进行决策。
数据挖掘可以帮助人们从海量的数据中发现隐藏的模式和规律。
通过分析和挖掘数据，可以帮助企业做出更好的决策，提升业务绩效，降低风险。
数据挖掘可以应用于各个领域，如市场营销、金融、医疗、电信等。
在市场营销领域，通过分析用户行为和偏好，可以更好地进行精准营销；在金融领域，可以通过挖掘金融数据预测市场趋势和风险；在医疗领域，可以通过挖掘患者数据提高疾病诊断和治疗效果。
决策树是一种常用的数据挖掘和机器学习算法。
它通过构建一个树形结构来进行决策。
决策树的每个节点代表一个属性，每个分支代表一个属性值，每个叶节点代表一个决策结果。
构建决策树的过程是一个递归的过程，根据属性的选择准则将数据样本划分为不同的类别或回归值。
决策树的优点是易于理解和解释，可以处理各种类型的数据，包括离散型和连续型数据。
此外，决策树可以处理多目标问题，并且对缺失数据和异常数据具有一定的容错性。
决策树还可以通过剪枝等方法减少过拟合的问题。
然而，决策树也存在一些限制。
当数据中存在大量的属性时，决策树容易产生过拟合的问题，导致模型在训练集上表现好而在测试集上表现差。
此外，决策树的构建过程是一个自顶向下的贪婪过程，可能会忽略一些很重要的属性，导致模型的准确性下降。
为了提高决策树的性能，可以采用一些改进的方法。
例如，可以采用剪枝技术来减少过拟合的问题，通过设置合适的参数来控制树的大小；可以采用集成学习的方法，如随机森林和梯度提升树，将多个决策树进行组合，提高模型的准确性和稳定性。
在实际应用中，决策树的应用非常广泛。
例如，在金融领域，可以通过构建决策树来进行信用评估和风险评估；在医疗领域，可以通过构建决策树来进行疾病诊断和预测；在市场营销领域，可以通过构建决策树来进行用户分类和推荐。
数据挖掘之决策树算法理论与实战—Nieson
分类的第一步：模型创建
分类的第二步：模型使用（测试+预测）
分类应用场景一——客户分类
分类应用广泛，如医疗诊断、信用评估、客户分类、图像模式识别等
分类应用场景二——医疗诊断
XX病是一种常见的疾病，目前有5种药物可以对其治疗，分别是——A、
B、C、X、Y。不同的药物对病人有不同的疗效。历史上，医院往往根 据医生的经验去判断针对特定的病人应该选择何种药物。但是由于新 医生的加入，这种仅仅靠经验判断的做法就会造成很多误诊。 该医院有比较完善的病例留存，为了改变以上局面，也为了更好的利
Step1：创建一个根节点N; //根节点对应所有的训练样本 Step2：如果一个结点的样本均为同一类别，则该结点就成为叶节点， 并标记为该类别；否则选择一个合适（信息增益最大）的属性作为分支
测试属性；
Step3：根据分支属性从根节点N产生相应的分支，并生成分支节点； Step4：重复Step2和Step3，直到（1）一个结点的所有样本均为同一类
规模性 Volume 时效性 Velocity 多样性 Variety 准确性 Veracity 价值性 Value
可从数百TB 到数十数百 PB、甚至EB 的规模
需要在一定 的时间限度 下得到及时 处理
包括各种 格式和形 态的数据
处理的结果 要保证一定 的准确性
大数据分析 挖掘和利用 将带来巨大 的商业价值
建，反复使用，每一次预测的最大计算次数不超过决策树的深度。
决策树概论——树形结构
N1
左图展示了一棵简单的二叉树，其中矩形表示决 策树内部节点，每个节点含有决策属性，如图所
N3
N2
示包含了N1、N2和N3三个决策属性，椭圆表示决 策树的叶子节点，叶子节点中包含了分类属性。
决策树算法详细解释
决策树算法详细解释
决策树算法是一种逼近离散函数值的方法，也是一种常用的风险型决策方法。
它通过一系列规则对数据进行分类，其结果以树形图的形式展现。
决策树算法的基本原理是用决策点代表决策问题，用方案分枝代表可供选择的方案，用概率分枝代表方案可能出现的各种结果。
决策树算法通过比较不同方案在未来各种情况下的损益值，为决策者提供决策依据。
决策树算法的具体步骤如下：
1. 决策树的生成：利用归纳算法从训练样本集中生成决策树。
这个过程通常会反复进行，直到达到预设的停止条件为止。
2. 决策树的剪枝：这是对生成的决策树进行检验、校正和修剪的过程。
主要是用新的样本数据集（称为测试数据集）中的数据校验决策树生成过程中产生的初步规则，将那些影响预测准确性的分枝剪除。
决策树算法最早产生于上世纪60年代，到70年代末由J Ross Quinlan提出了ID3算法，此算法的目的在于减少树的深度。
但是忽略了叶子数目的研究。
算法在ID3算法的基础上进行了改进，对于预测变量的缺值处理、剪枝
技术、派生规则等方面作了较大改进，既适合于分类问题，又适合于回归问题。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅决策树算法相关论文或咨询数学领域专业人士。
决策树数据挖掘算法
决策树数据挖掘算法一、什么是决策树算法？决策树算法是一种基于树形结构的数据挖掘算法，它通过将数据集划分成不同的子集来构建一个树形模型，以实现对数据的分类或预测。
决策树算法的优点在于易于理解和解释，并且可以处理具有高度非线性关系的复杂数据集。
二、决策树算法的原理1. 决策树的定义决策树是一种基于树形结构的分类模型，它由节点和边组成。
节点表示一个特征或属性，边表示该属性可能取值之间的关系。
2. 决策树算法流程（1）选择最佳特征作为当前节点；（2）将训练集按照该特征进行划分，并创建子节点；（3）对每个子节点递归执行步骤（1）和（2），直到所有叶子节点都为同一类别或无法再划分为止。
3. 决策树算法中用到的概念（1）信息熵：表示数据集纯度或不确定性的度量，计算公式为：$H=-\sum_{i=1}^{n}p_i\log_2p_i$，其中 $p_i$ 表示第 $i$ 个类别在数据集中的占比。
（2）信息增益：表示特征对数据集纯度的提升程度，计算公式为：$IG(D,A)=H(D)-H(D|A)$，其中 $D$ 表示原始数据集，$A$ 表示某个特征。
（3）基尼指数：表示数据集纯度或不确定性的度量，计算公式为：$Gini(D)=\sum_{k=1}^{|\mathcal{Y}|}\sum_{k'\neqk}p_kp_{k'}=1-\sum_{k=1}^{|\mathcal{Y}|}p_k^2$，其中$\mathcal{Y}$ 表示类别集合。
（4）基尼增益：表示特征对数据集纯度的提升程度，计算公式为：$GINI(D,A)=Gini(D)-\sum_{v=1}^{V}\frac{|D^v|}{|D|}Gini(D^v)$，其中 $V$ 表示特征 $A$ 取值的个数，$D^v$ 表示特征 $A=v$ 的样本子集。
三、决策树算法的优缺点1. 优点（1）易于理解和解释；（2）能够处理具有高度非线性关系的复杂数据集；（3）能够同时处理离散型和连续型变量；（4）能够处理多分类问题。
简述决策树法的原理及其应用实例
简述决策树法的原理及其应用实例1. 决策树法的原理决策树法是一种常用的机器学习算法，通过构建树形结构来做出决策。
其原理基于简单的问题和答案，通过有序地提出问题和根据问题的回答进行分支选择的方式来逐步确定结果。
决策树的构建过程主要包括以下几个步骤：1.1 特征选择在构建决策树中，首先需要选择最佳划分特征。
特征选择的目标是要选择能够将样本集合尽可能均匀划分的特征。
常用的特征选择准则有信息增益、信息增益比、基尼系数等。
1.2 决策树的生成决策树的生成过程是递归地构建决策树的过程。
从根节点开始，根据特征选择的结果将样本集合划分为不同子集，然后针对每个子集递归地构建决策树，直到满足终止条件为止。
1.3 决策树的剪枝决策树构建完成后，通常会对决策树进行剪枝处理，以降低过拟合的风险。
剪枝包括预剪枝和后剪枝两种方式，其中预剪枝是在决策树构建过程中判断是否进行已知分支的准备工作，而后剪枝则是在决策树构建完成后对决策树进行修剪。
2. 决策树法的应用实例决策树法可以应用于很多领域，以下是决策树法在几个典型领域中的应用实例：2.1 金融风控决策树法可以用于金融风控中的信用评估。
通过分析客户的个人信息和信用历史等数据，构建决策树模型，从而预测客户的信用风险，并据此判断是否给予贷款。
决策树模型的透明度和较好的解释性使其在金融行业中得到广泛应用。
2.2 医疗诊断决策树法可以用于医疗领域的疾病诊断。
通过分析患者的临床特征、病史等数据，构建决策树模型，从而预测患者的疾病风险，并据此辅助医生进行准确的诊断和治疗。
决策树模型的可解释性和易于理解的特点使得医生和患者都能够更好地理解诊断结果。
2.3 电商推荐决策树法可以用于电商领域的个性化推荐。
通过分析用户的浏览历史、购买习惯等数据，构建决策树模型，根据用户的特征进行个性化的商品推荐，从而提高用户的购物体验和购买率。
决策树模型的可解释性和规则的直观性使得个性化推荐更加符合用户的喜好和需求。
决策树算法及其在数据挖掘中的应用
决策树算法及其在数据挖掘中的应用决策树算法即是一种基于树形结构的分类算法，它是数据挖掘中应用最为广泛的一种算法之一。
决策树算法可以使用对数据进行分类和预测，其基础原理是利用已有的数据集合来构建树形结构，通过一系列判断和分支，将数据集合不断细分，从而得到越来越精准的分类结果。
一、决策树算法的原理决策树算法是基于树形结构的分类算法，其中每个节点代表某个属性特征，而每个属性特征可以分为多个取值，通过一系列判断和分支操作，可以将数据集合不断细分，得到更加精准的分类结果。
具体而言，决策树的构建过程包含以下几步：1.选取切分属性：在所有属性中选择一个最佳属性作为切分属性，使得每个属性对应的集合能够得到最大的分类区分度。
2.设定切分点：在切分属性下，确定一个区间范围，将对应的数据划分为两个子树。
3.递归构建决策树：对于每个子树，不断重复以上步骤，直到每个叶子节点都对应着一个明确的输出结果。
通过这一系列的步骤，决策树算法可以构建出一个大型的树形结构，每个节点都代表某个属性特征，从而可以对任何未知数据进行分类和预测。
另外，决策树算法还有多种衍生形式，如随机森林、梯度提升树等，这些算法都是基于决策树算法的改进和扩展。
二、决策树算法的优点和局限性决策树算法作为数据挖掘中最为常见的算法之一，其具有以下优点：1.易于理解和解释：由于决策树算法的结果是一个树形结构，人们可以很容易地理解和解释这个结果。
2.高效性：决策树算法的时间复杂度较低，对于大量数据集，其处理效率较高。
3.可处理各种类型的数据：决策树算法不需要对数据进行标准化和归一化，可以直接处理各种类型的数据。
不过，决策树算法也具有以下几个局限性：1.容易过度拟合：由于决策树算法会优先选取对数据区分度最大的切分属性，因此容易在处理噪声或者不规则数据时过度拟合，导致误差较大。
2.对缺失数据敏感：如果数据集中存在较多的缺失数据，决策树算法可能难以正确处理这些数据，从而导致分类结果出现误差。
数据挖掘中的决策树算法使用教程
数据挖掘中的决策树算法使用教程数据挖掘是一种从大量数据中提取模式和知识的过程，而决策树算法是数据挖掘中常用的一种方法。
决策树是一种基于树形结构来进行决策的算法，通过将数据集分割成不同的子集，并根据某些规则进行决策。
决策树算法具有简单、易于理解和解释等特点，因此广泛应用于数据挖掘和机器学习领域。
一、决策树的基本原理决策树的基本原理是通过对数据集进行划分来构建一个树形结构，使得在每个划分上都能使得目标变量有最好的分类结果。
通常情况下，我们使用信息增益或者基尼指数来选择最佳的划分特征。
信息增益是一种衡量划分有效性的度量，它计算了在划分前后目标变量的不确定度减少的程度。
基尼指数是另一种常用度量，它衡量样本集合中不确定性的程度。
二、决策树算法的步骤决策树算法的一般步骤如下：1. 收集数据：收集一组样本数据，包含目标变量和特征。
2. 准备数据：对收集到的数据进行处理和预处理，确保数据的质量和可用性。
3. 分析数据：使用可视化工具对数据进行分析和探索，获取对数据的基本认识和理解。
4. 训练算法：使用数据集训练决策树模型。
根据具体的算法选择划分特征和生成决策树的规则。
5. 测试算法：使用训练好的决策树模型对新样本进行预测，并评估模型的准确性和性能。
6. 使用算法：完成决策树模型的训练和测试后，可以使用该模型来进行实际决策。
三、常见的决策树算法决策树算法有很多种变种，包括ID3、C4.5、CART等。
以下介绍几种常见的决策树算法。
1. ID3算法：ID3算法是使用信息增益作为选择划分特征的准则，适用于离散的特征值和分类问题。
2. C4.5算法：C4.5算法是ID3算法的扩展，不仅可以处理离散的特征值，还可以处理连续的特征值，并且可以处理缺失值。
3. CART算法：CART算法是Classification And Regression Trees的缩写，既可以用于分类问题，也可以用于回归问题。
它使用基尼指数来选择划分特征。
数据挖掘中的决策树算法详解
数据挖掘中的决策树算法详解数据挖掘是一门利用统计学、机器学习和数据库技术等方法，从大规模数据中发现模式和规律的领域。
决策树算法是数据挖掘中最常用的一种算法之一，它通过构建一棵树状结构，将数据集划分为不同的子集，从而实现对数据的分类和预测。
决策树算法的基本原理是将数据集划分为多个子集，每个子集对应于一个特征的取值。
在构建决策树时，需要选择一个最优的特征作为划分依据，使得划分后的子集尽可能地“纯净”。
纯净度可以用信息增益或基尼指数来衡量。
信息增益是指在划分前后，数据集的熵减少的程度，而基尼指数则是指数据集中某个类别的不确定性。
决策树的构建过程可以通过递归的方式来实现。
首先，选择一个最优的特征作为根节点，将数据集划分为多个子集。
然后，对每个子集递归地构建子树，直到达到停止条件。
停止条件可以是数据集为空，或者数据集中的样本属于同一类别，或者特征集为空。
决策树算法的优点之一是易于理解和解释。
由于决策树可以直观地表示出数据集的划分过程，因此可以方便地解释模型的决策依据。
此外，决策树算法还可以处理多类别问题，而且对于缺失数据和异常值也有较好的鲁棒性。
然而，决策树算法也存在一些缺点。
首先，决策树容易过拟合。
当决策树过于复杂时，容易将训练集中的噪声和异常值当作规律进行学习，从而导致模型的泛化能力下降。
为了解决过拟合问题，可以通过剪枝等方法进行模型的优化。
其次，决策树算法对于连续型数据和高维数据的处理相对较弱。
在处理连续型数据时，需要将其离散化，而在处理高维数据时，决策树的划分过程容易变得复杂和不稳定。
为了克服决策树算法的缺点，研究人员提出了许多改进和扩展的方法。
例如，随机森林是一种基于决策树的集成学习算法，它通过随机选择特征和样本，构建多棵决策树，并通过投票或取平均值的方式进行预测。
另一个例子是梯度提升决策树，它通过迭代地训练决策树，每次训练时都尝试减少前一棵决策树的残差，从而逐步提升模型的性能。
在实际应用中，决策树算法被广泛应用于各个领域。
数据挖掘决策树算法概述
数据挖掘决策树算法概述决策树算法的核心思想是利用信息熵或基尼指数来评估特征属性的重要性，并选择最优的特征属性进行划分。
信息熵用于描述样本集合的纯度，纯度越高表示样本集合中所包含的目标值越一致。
基尼指数衡量样本集合中随机抽取两个样本的目标标记不一致的概率。
特征属性的选取是通过计算每个特征属性的信息增益或基尼指数的增益来实现的。
决策树的构建过程是一个递归的过程，即从根节点开始不断地对数据集进行划分，直到满足终止条件。
在划分过程中，会按照最优的特征属性进行划分，并生成相应的决策规则。
对于分类问题，决策树生成的决策规则通常采用if-then形式，以实现对新样本的分类预测。
对于回归问题，决策树生成的决策规则可以通过叶节点的目标平均值或多项式拟合来预测新样本。
决策树算法具有以下优点：1.简单易懂：决策树可以生成可解释性强的决策规则，便于理解和解释。
2.适用性广泛：决策树算法适用于分类和回归问题，并且对于离散型和连续型特征属性都可以处理。
3.数据预处理简单：决策树算法对于缺失值和异常值具有较好的容错性，不需要进行复杂的数据预处理。
4.可处理大规模数据集：决策树算法具有较快的训练速度和较高的预测效率，可以处理大规模数据集。
5.鲁棒性强：决策树算法对于数据集中的噪声和异常值具有较好的鲁棒性。
然而，决策树算法也存在一些缺点：1.容易过拟合：决策树算法在处理复杂问题时，容易生成过于复杂的决策规则，导致过拟合。
2.不稳定性：决策树算法对于样本数据的微小变动非常敏感，可能会导致不稳定的预测结果。
3.缺乏泛化能力：决策树算法倾向于选择具有较多取值的特征属性进行划分，可能导致生成的决策树过于复杂。
为了克服决策树算法的一些缺点，研究人员也提出了一些改进的算法，如随机森林和梯度提升树。
随机森林通过构建多个决策树，并结合它们的预测结果来进行分类和回归预测，以减少过拟合的风险。
梯度提升树通过迭代的方式，每次迭代构建一个新的决策树，并在每次迭代中根据残差更新目标函数，以提高模型的预测性能。
数据挖掘中的决策树算法与应用
数据挖掘中的决策树算法与应用数据挖掘是一种通过发现和提取隐藏在大量数据中的模式和关系的过程。
决策树算法是数据挖掘中常用的一种方法，它通过构建一棵树状结构来进行分类和预测。
本文将介绍决策树算法的原理、应用场景以及其在实际中的应用案例。
一、决策树算法的原理决策树算法是一种基于判断和决策的模型，其原理是通过对数据集进行分割，将数据划分为不同的类别或者预测某个目标变量的值。
决策树的构建过程可以分为三个步骤：特征选择、决策树的生成和决策树的修剪。
特征选择是决策树算法中的关键步骤，它决定了决策树的质量。
特征选择的目标是找到最能区分不同类别的特征。
常用的特征选择方法有信息增益、信息增益比和基尼系数等。
决策树的生成过程是通过递归的方式构建决策树的。
从根节点开始，根据特征的取值将数据集划分为不同的子集，然后对每个子集递归地构建决策树。
直到满足停止条件为止。
决策树的修剪是为了避免过拟合问题。
过拟合是指决策树在训练集上表现很好，但在测试集上表现较差的现象。
修剪的目标是通过剪枝操作来减少决策树的复杂度，提高其泛化能力。
二、决策树算法的应用场景决策树算法在数据挖掘中有广泛的应用场景。
以下是几个常见的应用场景：1. 金融风控：决策树算法可以用于评估贷款申请者的信用风险。
通过分析申请者的个人信息、收入情况等特征，决策树可以判断是否批准该贷款申请。
2. 医疗诊断：决策树算法可以用于辅助医生进行疾病诊断。
通过分析患者的症状、体征等特征，决策树可以给出可能的疾病诊断结果。
3. 市场营销：决策树算法可以用于客户分类和推荐系统。
通过分析客户的购买记录、偏好等特征，决策树可以将客户分为不同的类别，并给出相应的推荐产品。
4. 电商广告投放：决策树算法可以用于确定广告投放的目标人群。
通过分析用户的浏览记录、购买记录等特征，决策树可以预测用户是否对某个广告感兴趣。
三、决策树算法的应用案例1. 银行信用风险评估：一家银行使用决策树算法来评估贷款申请者的信用风险。
决策树算法梳理(从原理到示例)
决策树算法梳理（从原理到示例）决策树是一种常见的分类和回归算法，可用于解决各种机器学习问题。
它是基于树结构的一种模型，通过对数据集进行分割，形成一系列的决策规则，以实现对未知数据的预测。
1.特征选择：决策树的关键步骤是选择一个最佳的特征来进行数据集的划分。
特征选择的目标是使划分后的子集尽可能地纯净，即同一类别的样本尽可能聚在一起。
常用的特征选择方法有信息增益、信息增益比等。
2.构建决策树：根据选择的特征，可以根据数据集的划分建立一棵决策树。
决策树的根节点表示整个数据集，每个非叶子节点表示一个特征，每个叶子节点表示一个类别。
根据特征值的不同，将数据集分割成多个子集，递归地构建子树。
3.决策规则生成：对于分类问题，决策树的叶子节点代表一个类别。
生成决策规则时，从根节点出发，逐级遍历决策树，将遍历路径上的特征值作为决策规则的条件，叶子节点的类别作为决策结果。
4.决策树剪枝：决策树在构建过程中容易产生过拟合的问题。
为了避免过拟合，需要对决策树进行剪枝。
剪枝的过程是通过从决策树中删除一些子树（代表一些特征）来简化模型，以提高泛化性能。
下面以一个示例来说明决策树的过程。
假设有一个二分类问题，需要根据患者的年龄、体温和白细胞计数来判断是否患有感染病。
现在有一组已知的训练样本，包括12个患者的信息和他们的感染病状态。
根据这些样本，我们可以构建一个决策树模型以进行预测。
首先，我们选择一个特征来对数据集进行划分。
假设我们选择的是年龄特征。
根据年龄的不同取值，将数据集分割成三个子集。
对于每个子集，我们可以计算它们的不纯度，这里我们使用基尼系数作为不纯度的度量指标。
接下来，我们选择一个最佳的特征值来划分数据集。
假设我们选择的是体温特征。
我们将数据集根据体温是否大于37度分为两个子集。
对于每个子集，我们可以继续选择特征和划分子集，直到满足一定的停止条件，例如子集中的样本属于同一类别或者特征已经用完。
最后，我们可以将决策树可视化，并使用它来进行预测。
数据挖掘决策树算法及应用拓展PPT课件
j∈(1,|C|)
则P(cMAP|x)称为最大后验概率 然后我们就把x分到cMAP类中
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朴素贝叶斯分类器一
设x = <a1,a2…am>，为一个有m个属性的样 例 P(cMAP|x)= max P(cj|x) j∈(1,|C|)
= max P(cj|a1,a2…am)
= max
P(a1,a2…am|cj)P(cj)
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概率为零之m-估计
一般采用m-估计来解决这个问题。 m-估计定义如下：
量 (如, information gain)
• 停止分割的条件
• 一个节点上的数据都是属于同一个类别 • 没有属性可以再用于对数据进行分割
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伪代码(Building Tree)
Procedure BuildTree(S)
用数据集S初始化根节点R
用根结点R初始化队列Q
While Q is not Empty do {
更精确地讲，贝叶斯法则基于假设的先验概率、给定假设下观察到 不同数据的概率，提供了一种计算假设概率的方法
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贝叶斯公式
P( cj|x) =
P(x|cj)P(cj) P(x)
先验概率P(cj) 联合概率P(x|cj) 后验概率P(cj|x)
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先验概率P(cj)
P(cj)代表还没有训练数据前，cj拥有的初始概率。P(cj)常被称为cj的 先验概率(prior probability) ，它反映了我们所拥有的关于cj是正确分类机 会的背景知识,它应该是独立于样本的。
|cj | |D|
P(ai
|
cj)
|
基于决策树的数据挖掘算法研究及应用
基于决策树的数据挖掘算法研究及应用随着数据采集和存储技术的不断发展，越来越多的数据被积累和储存。
如何从大量的数据中提取有用的信息，是一个重要的问题。
数据挖掘技术就是解决这一问题的有力工具之一。
在数据挖掘领域，决策树是一种重要的算法。
一、决策树算法及其原理决策树是一种树形结构，可以将数据集按照特征进行划分，最终得到一棵树。
在分类问题中，决策树的叶节点代表不同的分类结果，而内部节点则代表特征。
根据不同的原则，可以得到不同的决策树算法。
以ID3算法为例，其核心思想是在构造决策树时，在每个节点上选择最优的特征进行划分。
具体原理如下：1.计算每个特征的信息熵信息熵是衡量随机变量不确定度的指标，计算公式为：H(X) = -Σ P(xi) * log2 P(xi)其中xi表示随机变量X的不同取值，P(xi)表示xi的概率。
计算特征A的信息熵时，可以按照以下步骤进行：1）对于特征A的每个取值ai，计算数据集D中该取值出现的概率P(ai)；2）根据当前特征A的取值ai将数据集D分为若干个子集Di，每个子集Di包含特征A取值为ai的数据样本；3）计算每个子集Di的信息熵，记为H(Di)；4）根据子集Di的大小，计算特征A的信息熵：H(A) = -Σ P(ai) * H(Di)2.计算每个特征的信息增益信息增益是指使用特征A对数据集D进行划分所获得的纯度提升。
信息增益越大，说明特征A对分类结果的影响越大。
计算特征A的信息增益的公式为：Gain(A) = H(D) - H(A)其中H(D)为数据集D的信息熵。
3.构造决策树根据信息增益排序选择最优特征A，以该特征为节点划分数据集。
对于特征A的每个取值ai，生成一个子节点，并以该子集Di 为数据集，递归构建决策树。
二、决策树算法的应用决策树算法在数据挖掘领域广泛应用。
以下是几种常见的应用场景。
1.客户分类在销售和营销领域，决策树可以用于客户分类。
以银行为例，客户可以根据年龄、收入、教育程度等特征进行分类，然后针对不同客户群体推出相应的金融产品。
决策树算法在数据挖掘中的应用
决策树算法在数据挖掘中的应用随着大数据时代的来临和人类信息获取能力的提升，数据挖掘作为一种有效获取有用信息的方法得到了广泛应用。
其中，决策树算法作为一种分析分类的有效方法，在数据挖掘中也占有重要地位。
本文就决策树算法在数据挖掘中的应用进行了详细的探讨。
一、决策树算法概述决策树，就像是计算机模拟人类决策一样的过程。
它是一种基于树的分析方法。
在学习（训练）时它利用数据特征和类别标注信息构建决策树，而在使用（预测）时将待分类数据沿着在决策树的结点上递归向下进行分类，最后到达叶子结点即为数据分类的结果。
决策树算法通常的流程包括属性选择、决策树的生成、剪枝等过程。
其中，属性选择很重要，不同的属性选择算法可以得到不同的决策树，因此，属性选择的好坏会影响到决策树分类的性能和效果。
二、决策树算法在数据挖掘中的应用1.医学领域中的应用在医学领域中，决策树算法可以被用来做出一些判断。
比如对于某一种病症，分为了多个不同的类型，在医生诊断时可以采用决策树算法，先收集相关样本数据，进行数据处理，生成决策树模型，最终可以根据对应病症不同的症状指标，对患病情况进行判定。
在医学诊断中，具备良好的功能和作用的决策树模型，可以用于帮助医生实现辅助诊断，从而有效地提高分析和诊疗的效率。
2.金融领域中的应用在金融领域，决策树算法可以用于客户信用评级、个人贷款评估等方面。
比如，银行在授予贷款之前，需要评估客户的信用风险。
在这种情况下，可以使用决策树算法，利用大量历史数据的统计分析，构建决策树，建立一个完善的评估体系，帮助银行依据客户申请的贷款信息，有效的从信用等级、还款能力及个人信息等维度对其信用评级进行分类，从而减少银行的风险。
3.商业领域中的应用在商业领域中，决策树算法可以用于客户群体分析、产品销售预测等方面。
比如，在广告投放上，通过决策树可以从客户历史数据分析类别属性和特征属性，先对客户进行分类，再依据不同的分类结果进行有针对性的广告推送，以达到更好的推广效果。
数据挖掘决策树实验报告
• 实验背景• 数据集与预处理• 决策树算法实现• 实验结果分析• 实验结论与建议• 参考文献
目录
实验背景
重要性随着大数据时代的到来，数据挖掘在 商业决策、科学研究、医疗保健等领 域发挥着越来越重要的作用，能够帮 助人们更好地理解和分析数据，发现 潜在规律和趋势。
定义数据挖掘是从大量数据中提取有用信 息和知识的过程，这些信息和知识是 隐含的、未知的、有用的。
召回率与精确率召回率反映的是所有正例中被正确预测为正例的比例，精 确率反映的是预测为正例的正例样本数与所有预测为正例 的样本数的比例。通过调整阈值，可以找到最佳的召回率 和精确率。AUC值AUC值是ROC曲线下的面积，用于衡量模型对正负样本的 区分能力。 AUC值越接近1，模型性能越好。
准确率通过对比模型预测结果与实际结果，计算决策树模型的准 确率。准确率越高，模型性能越好。
目标本实验旨在通过数据挖掘决策树算法对给定的数据集进行分类预测，并评估算 法的性能和准确率。
实验目标与意义
数据集与预处理
数据集来源与特性
在数据清洗阶段，我们还对异常值进行了处理，例如，对于极端的开盘价、最高价、最低价和收盘价，我们进行了合理的修正，以避免对模型造成过大影响。
为了使模型更好地进行学习，我们对特征进行了缩放，将所有的特征值缩放到[0,1]之间。
在数据预处理阶段，我们首先对缺失值进行了处理，由于数据集中的缺失值较少，我们选择直接删除含有缺失值的行。
数据清洗与预处理
异常值处理
数据清洗
特征缩放
特征工程在特征工程阶段，我们对原始特征进行了加工，生成了一些新的特征，例如，收盘价与开 盘价的差值、最高价与最低价的差值等，这些新特征能够更ห้องสมุดไป่ตู้地反映股票价格的变动情况。
数据挖掘决策树分类算法的研究与应用
数据挖掘决策树分类算法的研究与应用一、概述随着信息技术的飞速发展，大数据已经成为了当今社会的一个热门话题。
在这个信息爆炸的时代，如何从海量的数据中提取有价值的信息，成为了各个领域亟待解决的问题。
数据挖掘作为一种有效的数据分析方法，已经在各个领域得到了广泛的应用。
而决策树分类算法作为数据挖掘中的一种重要方法，也在近年来受到了越来越多的关注。
决策树分类算法是一种基于树结构的分类方法，它通过递归地分割数据集，将数据集划分为不同的子集，从而实现对数据的分类。
决策树分类算法具有简单易懂、易于实现、可解释性强等优点，因此在实际应用中得到了广泛的推广。
本文将对决策树分类算法的研究与应用进行深入探讨，旨在为决策树分类算法的研究者和应用者提供一些有益的参考。
首先本文将介绍决策树分类算法的基本原理和分类方法，包括IDC、CART等经典的决策树算法。
然后针对这些算法进行详细的分析和比较，探讨它们在不同场景下的应用效果。
接下来本文将介绍决策树分类算法在金融、医疗、电商等领域的实际应用案例，以展示决策树分类算法在实际问题中的应用价值。
本文将对决策树分类算法的未来发展趋势进行展望，并提出一些可能的研究方向和挑战。
1. 研究背景和意义随着大数据时代的到来，数据挖掘技术在各个领域的应用越来越广泛。
决策树作为一种常用的数据挖掘算法，具有简单、易于理解和实现的特点，被广泛应用于金融、医疗、电子商务等领域的分类和预测问题。
然而传统的决策树算法在处理大规模数据时存在一定的局限性，如计算复杂度高、过拟合等问题。
因此研究和改进决策树算法具有重要的理论和实际意义。
本文主要围绕决策树分类算法的研究与应用展开，首先分析了决策树算法的基本原理和分类方法，然后探讨了传统决策树算法在处理大规模数据时的局限性，以及如何通过引入剪枝策略、特征选择等方法来解决这些问题。
通过实际案例分析，验证了所提出的方法在提高决策树分类性能方面的有效性。
本文的研究不仅有助于深入理解决策树算法的原理和应用，还为解决实际问题提供了有效的技术支持。
机器学习_决策树及实战
机器学习_决策树及实战信息增益率=信息增益/⾃⾝熵值三种⽅法对⽐：ID3的缺点，倾向于选择⽔平数量较多的变量，可能导致训练得到⼀个庞⼤且深度浅的树；另外输⼊变量必须是分类变量（连续变量必须离散化）；最后⽆法处理空值。
C4.5选择了信息增益率替代信息增益。
CART以基尼系数替代熵；最⼩化不纯度⽽不是最⼤化信息增益。
C4.5算法核⼼思想是ID3算法，是ID3算法的改进，改进⽅⾯有： 1）⽤信息增益率来选择属性，克服了⽤信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不⾜； 2）在树构造过程中进⾏剪枝 3）能处理⾮离散的数据 4）能处理不完整的数据C4.5算法优点：产⽣的分类规则易于理解，准确率较⾼。
缺点： 1)在构造树的过程中，需要对数据集进⾏多次的顺序扫描和排序，因⽽导致算法的低效。
2)C4.5只适合于能够驻留于内存的数据集，当训练集⼤得⽆法在内存容纳时程序⽆法运⾏。
⼀定要看：实战：⼀、概述 决策树（Decision Tree）是有监督学习中的⼀种算法，并且是⼀种基本的分类与回归的⽅法。
也就是说，决策树有两种：分类树和回归树。
这⾥我们主要讨论分类树，后⾯再为⼤家讲解回归树。
什么是决策树 让我们从养宠物开始说起~通过上⾯的例⼦，我们很容易理解：决策树算法的本质就是树形结构，我们可以通过⼀些精⼼设计的问题，就可以对数据进⾏分类了。
在这⾥，我们需要了解三个概念:我们可以把决策树看作是⼀个if-then规则的集合。
将决策树转换成if-then规则的过程是这样的：由决策树的根节点到叶节点的每⼀条路径构建⼀条规则路径上中间节点的特征对应着规则的条件，也叶节点的类标签对应着规则的结论 决策树的路径或者其对应的if-then规则集合有⼀个重要的性质：互斥并且完备。
也就是说，每⼀个实例都被有且仅有⼀条路径或者规则所覆盖。
这⾥的覆盖是指实例的特征与路径上的特征⼀致，或实例满⾜规则的条件。
⼆、决策树的构建准备⼯作 使⽤决策树做分类的每⼀个步骤都很重要，⾸先我们要收集⾜够多的数据，如果数据收集不到位，将会导致没有⾜够的特征去构建错误率低的决策树。
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右图展示了一棵多叉树
L1 L2 L3
L4
L5
决策树概论——模型解读
决策树解读示例。该决策树描述了一个购买电脑的分类模型，利 用它可以预测某一客户是否会购买电脑。
决策树概论——分类过程
决策树构建过程
决策树的构建过程是一个贪心算法。它采用自上而下、分而制之的递归 方式来构造一个决策树。 输入：训练数据集 输出：决策树
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
训练数据集
表 某一商场顾客购买记录数据库
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
创建根节点
由给定训练数据集可知，样本集合的类别属性为“购买PC”，该属性有两个不同的取值 {“是”、“否”}，即有两个不同的类别(m=2)。设C1对应“是”，C2对应“否”，则 |C1|=9，|C2|=5，样本总数|S|=15。为了计算每个属性的信息增益，（1）先计算训练数据 集中两个类别的先验概率分别是：
分支建立
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
递归建立下一分支
考虑分支“年龄=‘<=30’”的结点 计算Gain(收入)=0.571，Gain(学生)=0.971，Gain(信用)=0.02，因此分支“年龄=‘<=30’”的 结点再选择属性“学生”作为其测试属性。 考虑分支“年龄=’30~40’”的结点 由于该结点中所有记录均属于同一类别“是”，所以分支“年龄=’30~40’”的结点为叶节点。 考虑分支“年龄=’>40’”的结点 计算Gain(收入)=0.02，Gain(学生)=0.02，Gain(信用)=0.971，因此分支“年龄=‘>40’”的 结点再选择属性“信用”作为其测试属性。 考虑分支“学生=‘否’”的结点 由于该结点中所有记录均属于同一类别“否”，所以分支“学生=‘否’”的结点为叶节点。 考虑分支“学生=‘是’”的结点 由于该结点中所有记录均属于同一类别“是”，所以分支“学生=‘是’”的结点为叶节点。 考虑分支“信用=‘优’”的结点 由于该结点中所有记录均属于同一类别“否”，所以分支“信用=‘优’”的结点为叶节点。 考虑分支“信用=‘中’”的结点 由于该结点中所有记录均属于同一类别“是”，所以分支“信用=‘中’”的结点为叶节点。
规模性 Volume 时效性 Velocity 多样性 Variety 准确性 Veracity 价值性 Value
可从数百TB 到数十数百 PB、甚至EB 的规模
需要在一定 的时间限度 下得到及时 处理
包括各种 格式和形 态的数据
处理的结果 要保证一定 的准确性
大数据分析 挖掘和利用 将带来巨大 的商业价值
条路径就对应着一条分类规则。 目前已有多种决策树算法：ID3、CHAID、C4.5、C5.0、CLS、CART、 SLIQ、SPRING等。 著名的ID3算法是J.R.Quinlan于1975年提出的，该算法引入了信息论 的理论，是基于信息熵的决策树分类算法。
决策树构建原理 ID3算法的核心：在决策树各级结点上选择属性时，用信息增益作
什么是信息熵？
信息熵：信息量的数学期望，是信源发出信息前的平均不确定性，反映
信息的混乱程度。
信息ui(i=1,2,…r)的发生概率P(ui)组成信源数学模型， P(ui)＝1； 信息量(单位是bit，底数取2)： 信息熵： (先验不确定性)。
I (u i ) log 2 1 log 2 P(u i ) P(u i )
构建分类模型是为了使用它对未知类别的数据进行归类，首先需
要保证模型分类的准确性（即模型评估）
holdout方法就是一种简单的估计方法： 使用测试样本对分类模型进行测试，那么分类模型的准确率就是由模型正 确分类的样本个数占总测试样本的比例。 正确率=（198+90）/(198+90+10+2)=96.00% 使用错差矩阵计算F值
数据挖掘之决策树算法
数据分析师：聂胜 2015年12月18日
内容提要
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• 前言 • 分类算法的概念及原理 • 决策树分类 • 示例：是否购买电脑 • 决策树模型评估 • SPSS Modeler建模实战
信息技术革命的发展历程
我们已经进入了一个崭新的大数据时代 数据已经成为最重要的资产
生产管理 目标市场 资源配置 客户管理 精准营销 ……
数据爆炸，知识贫乏
数据挖掘的一般过程
模式评估
知识
数据挖掘
相关模式
任务相 关数据
数据仓库
数据选择
数据清理 数据集成
数据库
数据挖掘方法论—跨行业数据挖掘过程标准
CRISP-DM（CRoss-Industry Standard Process for Data Mining） 即为”跨行业数据挖掘过程标
由此，获得利用属性“年龄”对样本集合进行划分的信息增益为：
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
选择分支属性
同理可得：
找出具有最大信息增益的属性：
所以，选择“年龄”这一属性为了分支测试属性，并根据“年龄”字段的3个不同的取值产 生3个不同的分支。当前的样本集合被划分为三个子集，如下图所示。
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
建，反复使用，每一次预测的最大计算次数不超过决策树的深度。
决策树概论——树形结构
N1
左图展示了一棵简单的二叉树，其中矩形表示决 策树内部节点，每个节点含有决策属性，如图所
N3
N2
示包含了N1、N2和N3三个决策属性，椭圆表示决 策树的叶子节点，叶子节点中包含了分类属性。
L1
L2
L3 N1
N2
N3
N4
准”，该标准将一个数据挖掘工
程分为6个不同的，但顺序并非完 全不变的阶段。
内容提要
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• 前言 • 分类算法的概念及原理 • 决策树分类 • 示例：是否购买电脑 • 决策树模型评估 • SPSS Modeler建模实战
什么是分类？
如何将信用卡申请人分为低、中、高风险
群？
哪些顾客在未来半年内会取消该公司服务？ 哪些顾客会申请增加新的服务项目？ 用户是否对某一产品感兴趣？是否会购买 该产品？
用来对新的样本进行分类。
分支属性选择方法
决策树方法就是基于ID3算法，通过计算每个属性的信息增益，并从 中挑选出信息增益最大的属性作为给定集合S的测试属性并由此产生 相应的分支结点。采用这一信息论方法可以帮助有效减少对数据集合
分类所需要的次数，即随着树深度的增加结点的熵迅速地降低，从而确保所产生的决策树最为简单。
用历史数据和专家经验，就需要对历史数据进行分析研究，建立一套
有效的药物选择分类决策支持系统，帮助医生针对特定病人准确选择 疗效更好的药物。
常用的分类算法
决策树
贝叶斯网络 神经网络 Logistics回归 其他分类算法
遗传算法、粗糙集方法、模糊集方法、K—最近邻、支持向量机、判别式等
模型的可用性如何保证？ 模型评估
分类的第一步：模型创建
分类的第二步：模型使用（测试+预测）
分类应用场景一——客户分类
分类应用广泛，如医疗诊断、信用评估、客户分类、图像模式识别等
分类应用场景二——医疗诊断
XX病是一种常见的疾病，目前有5种药物可以对其治疗，分别是——A、
B、C、X、Y。不同的药物对病人有不同的疗效。历史上，医院往往根 据医生的经验去判断针对特定的病人应该选择何种药物。但是由于新 医生的加入，这种仅仅靠经验判断的做法就会造成很多误诊。 该医院有比较完善的病例留存，为了改变以上局面，也为了更好的利
鲁棒性：对噪声和缺失值的容错能力
可扩展性：处理大量数据并构建相应模型的能力 易理解性：模型的可解释程度
内容提要
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• 前言 • 分类算法的概念及原理 • 决策树分类 • 示例：是否购买电脑 • 决策树模型评估 • SPSS Modeler建模实战
决策树概论——作用及优点
Step1：创建一个根节点N; //根节点对应所有的训练样本 Step2：如果一个结点的样本均为同一类别，则该结点就成为叶节点， 并标记为该类别；否则选择一个合适（信息增益最大）的属性作为分支
测试属性；
Step3：根据分支属性从根节点N产生相应的分支，并生成分支节点； Step4：重复Step2和Step3，直到（1）一个结点的所有样本均为同一类
分类所需要的信息量
利用属性A划分当前样本的信息（熵）
信息增益
此时，Gain(A)可以被认为是根据属性A取值进行样本集合划分所获得的信息
（熵）的减少量。
内容提要
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• 前言 • 分类算法的概念及原理 • 决策树分类 • 示例：是否购买电脑 • 决策树模型评估 • SPSS Modeler建模实战
（2）计算对给定样本分类所需的期望信息（即样本的信息熵）：
（3）计算每个属性的熵（条件熵）。（从年龄开始计算，根据属性“年龄”每个取值在 “是”类别和“否”类别中的分布，计算出每个分布所对应的信息）
示例——利用决策树考察顾客是否会购买电脑
创建根节点
如果样本按属性“年龄”划分，对一个给定的样本分类所需要的信息熵为：
数据
性别
子节点 男 女
根节点
年龄
<30 >30
0
叶节点
部门
数 据
1
开发
1
1
0
决策树构建原理
决策树是以历史数据为基础的有监督的学习。它从一组无次序、无规 则的记录中推理出决策树形式的分类规则，采用自顶向下的递归方式， 在决策树的内部结点进行属性值的比较，并根据不同的属性值从该结
点向下分支，而叶结点就是要学习划分的类。从根结点到叶结点的一