决策树(完整)
决策树算法研究及应用概要
决策树算法研究及应用? 王桂芹黄道 华东理工大学实验十五楼206室 摘要:信息论是数据挖掘技术的重要指导理论之一,是决策树算法实现的理论依据。决 策树算法是一种逼近离散值目标函数的方法,其实质是在学习的基础上,得到分类规则。本文简要介绍了信息论的基本原理,重点阐述基于信息论的决策树算法,分析了它们目前 主要的代表理论以及存在的问题,并用具体的事例来验证。 关键词:决策树算法分类应用 Study and Application in Decision Tree Algorithm WANG Guiqin HUANG Dao College of Information Science and Engineering, East China University of Science and Technology Abstract:The information theory is one of the basic theories of Data Mining,and also is the theoretical foundation of the Decision Tree Algorithm.Decision Tree Algorithm is a method to approach the discrete-valued objective function.The essential of the method is to obtain a clas-sification rule on the basis of example-based learning.An example is used to sustain the theory. Keywords:Decision Tree; Algorithm; Classification; Application 1 引言 决策树分类算法起源于概念学习系统CLS(Concept Learning System,然后发展 到ID3
决策树算法介绍(DOC)
3.1 分类与决策树概述 3.1.1 分类与预测 分类是一种应用非常广泛的数据挖掘技术，应用的例子也很多。例如，根据信用卡支付历史记录，来判断具备哪些特征的用户往往具有良好的信用；根据某种病症的诊断记录，来分析哪些药物组合可以带来良好的治疗效果。这些过程的一个共同特点是：根据数据的某些属性，来估计一个特定属性的值。例如在信用分析案例中，根据用户的“年龄”、“性别”、“收入水平”、“职业”等属性的值，来估计该用户“信用度”属性的值应该取“好”还是“差”，在这个例子中，所研究的属性“信用度”是一个离散属性，它的取值是一个类别值，这种问题在数据挖掘中被称为分类。 还有一种问题，例如根据股市交易的历史数据估计下一个交易日的大盘指数，这里所研究的属性“大盘指数”是一个连续属性，它的取值是一个实数。那么这种问题在数据挖掘中被称为预测。 总之，当估计的属性值是离散值时，这就是分类；当估计的属性值是连续值时，这就是预测。 3.1.2 决策树的基本原理 1.构建决策树 通过一个实际的例子，来了解一些与决策树有关的基本概念。 表3-1是一个数据库表，记载着某银行的客户信用记录，属性包括“姓名”、“年龄”、“职业”、“月薪”、......、“信用等级”，每一行是一个客户样本，每一列是一个属性（字段）。这里把这个表记做数据集D。 银行需要解决的问题是，根据数据集D，建立一个信用等级分析模型，并根据这个模型，产生一系列规则。当银行在未来的某个时刻收到某个客户的贷款申请时，依据这些规则，可以根据该客户的年龄、职业、月薪等属性，来预测其信用等级，以确定是否提供贷款给该用户。这里的信用等级分析模型，就可以是一棵决策树。在这个案例中，研究的重点是“信用等级”这个属性。给定一个信用等级未知的客户，要根据他/她的其他属性来估计“信用等级”的值是“优”、“良”还是“差”，也就是说，要把这客户划分到信用等级为“优”、“良”、“差”这3个类别的某一类别中去。这里把“信用等级”这个属性称为“类标号属性”。数据集D中“信用等级”属性的全部取值就构成了类别集合：Class={“优”，
基于决策树的分类方法研究
南京师范大学 硕士学位论文 基于决策树的分类方法研究 姓名：戴南 申请学位级别：硕士 专业：计算数学（计算机应用方向） 指导教师：朱玉龙 2003.5.1
摘要 厂 ｛数掘挖掘，又称数据库中的知识发现，是指从大型数据库或数据仓库中提取 具有潜在应用价值的知识或模式。模式按其作用可分为两类：描述型模式和预测型模式。分类模式是一种重要的预测型模式。挖掘分娄模式的方法有多种，如决 策树方法、贝叶斯网络、遗传算法、基于关联的分类方法、羊Ｈ糙集和ｋ一最临近方、／ 法等等。，／驴 Ｉ 本文研究如何用决策树方法进行分类模式挖掘。文中详细阐述了几种极具代表性的决策树算法：包括使用信息熵原理分割样本集的ＩＤ３算法；可以处理连续属性和属性值空缺样本的Ｃ４．５算法；依据ＧＩＮＩ系数寻找最佳分割并生成二叉决策树的ＣＡＲＴ算法；将树剪枝融入到建树过程中的ＰＵＢＬＩＣ算法：在决策树生成过程中加入人工智能和人为干预的基于人机交互的决策树生成方法；以及突破主存容量限制，具有良好的伸缩性和并行性的ＳＩ，ｌＱ和ＳＰＲＩＮＴ算法。对这些算法的特点作了详细的分析和比较，指出了它们各自的优势和不足。文中对分布式环境下的决策树分类方法进行了描述，提出了分布式ＩＤ３算法。该算法在传统的ＩＤ３算法的基础上引进了新的数掘结构：属性按类别分稚表，使得算法具有可伸缩性和并行性。最后着重介绍了作者独立完成的一个决策树分类器。它使用的核心算法为可伸缩的ＩＤ３算法，分类器使用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌｃ＋＋６．０开发。实验结果表明作者开发的分类器可以有效地生成决策树，建树时间随样本集个数呈线性增长，具有可伸缩性。。 ，，荡囊 关键字：数据挖掘１分类规则，决策树，分布式数据挖掘
如何运用决策树进行分类分析
如何运用决策树进行分类分析 前面我们讲到了聚类分析的基本方法，这次我们来讲讲分类分析的方法。 所谓分类分析，就是基于响应，找出更好区分响应的识别模式。分类分析的方法很多，一般而言，当你的响应为分类变量时，我们就可以使用各种机器学习的方法来进行分类的模式识别工作，而决策树就是一类最为常见的机器学习的分类算法。 决策树，顾名思义，是基于树结构来进行决策的，它采用自顶向下的贪婪算法，在每个结点选择分类的效果最好的属性对样本进行分类，然后继续这一过程，直到这棵树能准确地分类训练样本或所有的属性都已被使用过。 建造好决策树以后，我们就可以使用决策树对新的事例进行分类。我们以一个生活小案例来说什么是决策树。例如，当一位女士来决定是否同男士进行约会的时候，她面临的问题是“什么样的男士是适合我的，是我值得花时间去见面再进行深入了解的？” 这个时候，我们找到了一些女生约会对象的相关属性信息，例如，年龄、长相、收入等等，然后通过构建决策树，层层分析，最终得到女士愿意去近一步约会的男士的标准。 图：利用决策树确定约会对象的条件
接下来，我们来看看这个决策的过程什么样的。 那么，问题来了，怎样才能产生一棵关于确定约会对象的决策树呢？在构造决策树的过程中，我们希望决策树的每一个分支结点所包含的样本尽可能属于同一类别，即结点的”纯度”（Purity ）越来越高。 信息熵（Information Entropy ）是我们度量样本集合纯度的最常见指标，假定当前样本集合中第K 类样本所占的比例为P k ，则该样本集合的信息熵为： Ent (D )=?∑p k |y| k=1 log 2p k 有了这个结点的信息熵，我们接下来就要在这个结点上对决策树进行裁剪。当我们选择了某一个属性对该结点，使用该属性将这个结点分成了2类，此时裁剪出来的样本集为D 1和D 2， 然后我们根据样本数量的大小，对这两个裁剪点赋予权重|D 1||D|?，|D 2||D|?，最后我们就 可以得出在这个结点裁剪这个属性所获得的信息增益（Information Gain ） Gain(D ，a)=Ent (D )?∑|D V ||D |2 v=1Ent(D V ) 在一个结点的裁剪过程中，出现信息增益最大的属性就是最佳的裁剪点，因为在这个属性上，我们获得了最大的信息增益，即信息纯度提升的最大。 其实，决策树不仅可以帮助我们提高生活的质量，更可以提高产品的质量。 例如，我们下表是一组产品最终是否被质检接受的数据，这组数据共有90个样本量，数据的响应量为接受或拒绝，则|y|=2。在我们还没有对数据进行裁剪时，结点包含全部的样本量，其中接受占比为p 1= 7690，拒绝占比为p 2=1490，此时，该结点的信息熵为： Ent (D )=?∑p k |y|k=1log 2p k =-（7690log 27690+1490log 21490）=0.6235
管理系统中计算机-应用题决策树与决策表
1、某单位招聘考试需要考核数学、英语、计算机三门课程，其录取规则是： （1）总分240分以上（含）录取。 （2）总分在240分以下（不含），180分以上（含）的，如果数学和英语成绩均在60分以上（含），需要参加面试；如果数学或英语中只有1门成绩在60分以下（不含） 的，需复试该课程后再决定是否录取。 （3）其他情况不录取。 画出此项处理的决策表。 2、某运输公司货运收费标准是： 本地货运每吨运费20元。外地货运每吨运费40元，距离500公里(含)以上每吨 加运费10元。外地货运量100吨(古)以上运费增加5％。 用决策表表达运费的计算方法。 3、某地区电话收费标准为： （1）市内电话：每分钟0.1元； （2）长途电话：A区间每分钟0.3元，B区间每分钟0.5元，夜间及节假日A、B区间话
费减半。 要求：用决策树表达此项处理逻辑。 4、邮寄包裹收费标准如下：若收件地点在1000公里以内，普通件每公斤2元，挂号件每公斤3元，若收件地点在1000公里以外，普通件每公斤2.5元，挂号件每公斤3.5元；若收件地点在1000公里以外，若重量大于30公斤，超重部分每公斤加收0.5元。请绘制确定收费决策表、决策树（重量用W表示）。 决策树表示为：
5、某维修站对①“功率大于50马力”且“维修记录不全”或②“已运行十年以上”的机器给予优先维修，否则做一般处理。请用决策表表达此处理逻辑。 解答: ①确定规则的个数:这里有3个条件，每个条件有两个取值，帮应有2*2*2=8； ②列出所有的条件茬和动作桩。 ③填入条件项。可从最后一行条件开始，逐行向上填满。如第三行是:YNYNYNYN 第二行是: YYNNYYNN等等。 ④填入动作桩和动作项，这样便得到形如下图的初始判定表。
利用决策树方法对数据进行分类挖掘毕业设计论文
目录 摘要 (3) Abstract (iii) 第一章绪论 (1) 1.1 数据挖掘技术 (1) 1.1.1 数据挖掘技术的应用背景 (1) 1.1.2数据挖掘的定义及系统结构 (2) 1.1.3 数据挖掘的方法 (4) 1.1.4 数据挖掘系统的发展 (5) 1.1.5 数据挖掘的应用与面临的挑战 (6) 1.2 决策树分类算法及其研究现状 (8) 1.3数据挖掘分类算法的研究意义 (10) 1.4本文的主要内容 (11) 第二章决策树分类算法相关知识 (12) 2.1决策树方法介绍 (12) 2.1.1决策树的结构 (12) 2.1.2决策树的基本原理 (13) 2.1.3决策树的剪枝 (15) 2.1.4决策树的特性 (16) 2.1.5决策树的适用问题 (18) 2.2 ID3分类算法基本原理 (18) 2.3其它常见决策树算法 (20) 2.4决策树算法总结比较 (24) 2.5实现平台简介 (25) 2.6本章小结 (29) 第三章 ID3算法的具体分析 (30) 3.1 ID3算法分析 (30) 3.1.1 ID3算法流程 (30) 3.1.2 ID3算法评价 (33) 3.2决策树模型的建立 (34) 3.2.1 决策树的生成 (34) 3.2.2 分类规则的提取 (377) 3.2.3模型准确性评估 (388) 3.3 本章小结 (39)
第四章实验结果分析 (40) 4.1 实验结果分析 (40) 4.1.1生成的决策树 (40) 4.1.2 分类规则的提取 (40) 4.2 本章小结 (41) 第五章总结与展望 (42) 参考文献 (44) 致谢 (45) 附录 (46)
流程图 决策表 决策树习题及答案
1、已知产品出库管理的过程是：仓库管理员将提货人员的零售出库单上的数据登记到零售出库流水账上，并每天将零售出库流水账上当天按产品名称、规格分别累计的数据记入库存账台。请根据出库管理的过程画出它的业务流图。 产品出库管理业务流图 2、设产品出库量的计算方法是：当库存量大于等于提货量时，以提货量作为出库量；当库存量小于提货量而大于等于提货量的10%时，以实际库存量作为出库量；当库存量小于提货量的10%时，出库量为0（即提货不成功）。请表示出库量计算的决策树。 3、有一工资处理系统，每月根据职工应发的工资计算个人收入所得税，交税额算法如下： 若职工月收入=<800元，不交税； 若800职工<职工月收入=<1300元，则交超过800元工资额的5%；
若超过1300元，则交800到1300元的5%和超过1300元部分 的10%。 试画出计算所得税的决策树和决策表。 1、解：（1）决策树 设X为职工工资，Y为职工应缴税额。 X<=800 ——Y=0 某工资处理系统800
决策树分类-8页文档资料
基于专家知识的决策树分类 概述 基于知识的决策树分类是基于遥感影像数据及其他空间数据，通过专家经验总结、简单的数学统计和归纳方法等，获得分类规则并进行遥感分类。分类规则易于理解，分类过程也符合人的认知过程，最大的特点是利用的多源数据。 如图1所示，影像+DEM就能区分缓坡和陡坡的植被信息，如果添加其他数据，如区域图、道路图土地利用图等，就能进一步划分出那些是自然生长的植被，那些是公园植被。 图1.JPG 图1 专家知识决策树分类器说明图 专家知识决策树分类的步骤大体上可分为四步：知识（规则）定义、规则输入、决策树运行和分类后处理。 1.知识（规则）定义 规则的定义是讲知识用数学语言表达的过程，可以通过一些算法获取，也可以通过经验总结获得。 2.规则输入
将分类规则录入分类器中，不同的平台有着不同规则录入界面。 3.决策树运行 运行分类器或者是算法程序。 4.分类后处理 这步骤与监督/非监督分类的分类后处理类似。 知识（规则）定义 分类规则获取的途径比较灵活，如从经验中获得，坡度小于20度，就认为是缓坡，等等。也可以从样本中利用算法来获取，这里要讲述的就是C4.5算法。 利用C4.5算法获取规则可分为以下几个步骤： （1）多元文件的的构建：遥感数据经过几何校正、辐射校正处理后，进行波段运算，得到一些植被指数，连同影像一起输入空间数据库；其他空间数据经过矢量化、格式转换、地理配准，组成一个或多个多波段文件。 （2）提取样本，构建样本库：在遥感图像处理软件或者GIS软件支持下，选取合适的图层，采用计算机自动选点、人工解译影像选点等方法采集样本。 （3）分类规则挖掘与评价：在样本库的基础上采用适当的数据挖掘方法挖掘分类规则，后基于评价样本集对分类规则进行评价，并对分类规则做出适当的调整和筛选。这里就是C4.5算法。 4.5算法的基本思路基于信息熵来“修枝剪叶”，基本思路如下： 从树的根节点处的所有训练样本D0开始，离散化连续条件属性。计算增益比率，取GainRatio（C0）的最大值作为划分点V0，将样本分为两个部分D11和D12。对属性C0的每一个值产生一个分支，分支属性值的相应样本子集被移到新生成的子节点上，如果得到的样本都属于同一个类，那么直接得到叶子结点。相应地将此方法应用于每个子节点上，直到节点的所有样本都分区到某个类中。到达决策树的叶节点的每条路径表示一条分类规则，利用叶列表及指向父结点的指针就可以生成规则表。
决策树分类算法
决策树分类算法 决策树是一种用来表示人们为了做出某个决策而进行的一系列判断过程的树形图。决策树方法的基本思想是：利用训练集数据自动地构造决策树，然后根据这个决策树对任意实例进行判定。 1．决策树的组成 决策树的基本组成部分有：决策节点、分支和叶，树中每个内部节点表示一个属性上的测试，每个叶节点代表一个类。图1就是一棵典型的决策树。 图1 决策树 决策树的每个节点的子节点的个数与决策树所使用的算法有关。例如，CART算法得到的决策树每个节点有两个分支，这种树称为二叉树。允许节点含有多于两个子节点的树称为多叉树。 下面介绍一个具体的构造决策树的过程，该方法
是以信息论原理为基础，利用信息论中信息增益寻找数据库中具有最大信息量的字段，建立决策树的一个节点，然后再根据字段的不同取值建立树的分支，在每个分支中重复建立树的下层节点和分支。 ID3算法的特点就是在对当前例子集中对象进行分类时，利用求最大熵的方法，找出例子集中信息量（熵）最大的对象属性，用该属性实现对节点的划分，从而构成一棵判定树。 首先，假设训练集C 中含有P 类对象的数量为p ，N 类对象的数量为n ，则利用判定树分类训练集中的对象后，任何对象属于类P 的概率为p/(p+n)，属于类N 的概率为n/(p+n)。 当用判定树进行分类时，作为消息源“P ”或“N ”有关的判定树，产生这些消息所需的期望信息为： n p n log n p n n p p log n p p )n ,p (I 22++-++- = 如果判定树根的属性A 具有m 个值｛A 1, A 2, …, A m ｝，它将训练集C 划分成｛C 1, C 2, …, C m ｝，其中A i 包括C 中属性A 的值为A i 的那些对象。设C i 包括p i 个类P 对象和n i 个类N 对象，子树C i 所需的期望信息是I(p i , n i )。以属性A 作为树根所要求的期望信息可以通过加权平均得到
决策树分类的定义以及优缺点 (1)
决策树分类 决策树（Decision Tree）又称为判定树，是运用于分类的一种树结构。其中的每个内部结点（internal node）代表对某个属性的一次测试，每条边代表一个测试结果，叶结点（leaf）代表某个类（class）或者类的分布（class distribution），最上面的结点是根结点。决策树分为分类树和回归树两种，分类树对离散变量做决策树，回归树对连续变量做决策树。 构造决策树是采用自上而下的递归构造方法。决策树构造的结果是一棵二叉或多叉树，它的输入是一组带有类别标记的训练数据。二叉树的内部结点（非叶结点）一般表示为一个逻辑判断，如形式为(a = b)的逻辑判断，其中a 是属性，b是该属性的某个属性值；树的边是逻辑判断的分支结果。多叉树（ID3）的内部结点是属性，边是该属性的所有取值，有几个属性值，就有几条边。树的叶结点都是类别标记。 使用决策树进行分类分为两步： 第1步：利用训练集建立并精化一棵决策树，建立决策树模型。这个过程实际上是一个从数据中获取知识，进行机器学习的过程。 第2步：利用生成完毕的决策树对输入数据进行分类。对输入的记录，从根结点依次测试记录的属性值，直到到达某个叶结点，从而找到该记录所在的类。 问题的关键是建立一棵决策树。这个过程通常分为两个阶段： (1) 建树（Tree Building）：决策树建树算法见下，可以看得出，这是一个递归的过程，最终将得到一棵树。 (2) 剪枝（Tree Pruning）：剪枝是目的是降低由于训练集存在噪声而产生的起伏。 决策树方法的评价。 优点 与其他分类算法相比决策树有如下优点： (1) 速度快：计算量相对较小，且容易转化成分类规则。只要沿着树根向下一直走到叶，沿途的分裂条件就能够唯一确定一条分类的谓词。 (2) 准确性高：挖掘出的分类规则准确性高，便于理解，决策树可以清晰的显示哪些字段比较重要。 缺点 一般决策树的劣势： (1) 缺乏伸缩性：由于进行深度优先搜索，所以算法受内存大小限制，难于处理大训练集。一个例子：在Irvine机器学习知识库中，最大可以允许的数据集仅仅为700KB，2000条记录。而现代的数据仓库动辄存储几个G-Bytes的海量数据。用以前的方法是显然不行的。
决策树决策表练习
1、某运输公司收取运费的标准如下： ①本地客户每吨5元。 ②外地客户货物重量W在100吨以（含），每吨8元。 ③外地客户货物100吨以上时，距离L在500公里以（含）超过部分每吨增加7元，距离500公里以上时，超过部分每吨再增加10元。 试画出决策树、决策表，反映运费策略。 2、邮寄包裹收费标准如下： 若收件地点在1000公里以，普通件每公斤2元，挂号件每公斤3元；若收件地点在1000公里以外，普通件每公斤2.5元，挂号件每公斤3.5元，若重量大于30公斤，超重部分每公斤加收0.5元。绘制收费标准的决策树和决策表（重量用W表示）。 3、某工厂对一部分职工重新分配工作，其原则如下： 年龄不满20岁，文化程度为小学脱产学习，文化程度是中学的为电工。年龄满20岁但不足50岁，文化程度为小学或中学，男性为钳工，女性为车工；文化程度是大学的为技术员。年龄满50岁及50岁以上，文化程度是小学或中学的为材料员；文化程度是大学的为技术员。请画出处理职工分配政策（以文化程度为基准）的决策表、决策树。
4、某学校对教职工拟定奖励策略如下：(1)高级职称且教学评估优秀的奖励1000元，教学效果评估合格的奖励800元；(2)中级职称且教学评估优秀的奖励800元，教学效果评估合格的奖励500元；(3)初级职称且教学评估优秀的奖励500元。要求画出奖励策略的决策树。 5、某用电量计费系统记费如下：如果按固定价格方法记帐，对耗电量小于100度（不包含100度）的情况，按每月最低费用收费。超过100度时，就按A类计费办法收费。如果按可变价格方法记帐，则对100度以下（不包含100度）耗电量，按A类计费办法收费，超过100度时按B类计费办法收费。画出上述说明的决策树。 6、某金融部门的贷款发放最高限额问题描述如下： 对于固定资产超过500万元（含500万元）的企业：·如果无不良还款记录，低于3年期(含3年)的贷款最高限额为100万元； ·如果有不良还款记录，低于3年期(含3年)的贷款最高限额为50万元。 对于固定资产低于500万元的企业： ·如果无不良还款记录，低于3年期(含3年)的贷款最高限额为60万元；
管理信息系统应用题-流程图-决策树-等。
管理信息系统应用题 1.请根据以下订货业务处理过程画出管理业务流程图： 采购员从仓库收到缺货通知单后，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求；否则填写订货单送供货单位；供货单位发出货物后，立即向采购员发出取货通知单。 解： 订货业务处理流程图
2.请将下列决策处理过程用以决策树及决策表表示出来。 铁路货运收费标准如下： （1）若收货地点在本省以内，快件每公斤5元，慢件每公斤3元。 （2）若收货地点在外省，且重量小于或等于20公斤，快件每公斤7元，慢件每公斤5元；反之，若重量大于20公斤，超重部分每公斤加收1.5元。 解：决策树如下： 决策表如下：
3. 用图书、作者两个实体及其属性和联系构建E -R 图，并转化为关系数据模型。 答：E -R 图如下： 转换成的关系数据模型如下： 图书（ISBN ，书名，出版社，价格） 作者（身份证号，姓名，出生地） 写作（ISBN ，身份证号，定稿时间） 4. 试根据以下储蓄所取款过程画出数据流程图：储户将填好的取款单及存折交储蓄所，经查对存款账，将不合格的存折和取款单退回储户，合格的存折和取款单被送交取款处理，处理时要修改存款账户和现金账，处理的结果是将存折、利息单和现金交储户，同时将取款单存档。 图书 作者 写作 出版社 ISBN 书名 姓名 出生地 身份证号 定稿时间 价格 N M
5.某企业负责处理订货单的部门每天能收到 40 份左右的来自顾客的订货单，订货单上的项目包括订货单编号、顾客编号、产品编号、数量、订货日期、交货日期等。假定这些订单由:“订货单处理”处理逻辑进行处理。试根据这一业务情况写出数据字典中的“订货单”数据流定义。 数据流名称：订货单 编号DFO01 简述：顾客送来的订货单 数据流来源：“顾客”外部实体 数据流去向：“订货单处理”处理逻辑 数据流组成：订货单编号 + 顾客编号 + 产品编号 + 数量 + 订货日期 +交货日期 流通量：40份左右/天 6.试根据下述情况制出表格分配图。 采购部门准备的采购单为一式四份：第 1 张送供货方；第 2 张送交收货部门，用于登入待收货登记册；第 3 张交会计部门作应付款处理，记入应付账；第 4 张留在采购部门备查。 采购部门财会部门
分类决策树
分类决策树 原理 决策树（Decision Tree）是一种简单但是广泛使用的分类器。通过训练数据构建决策树，对未知的数据进行分类。如何预测, 先看看下面的数据表格： 上表根据历史数据，记录已有的用户是否可以偿还债务，以及相关的信息。通过该数据，构建的决策树如下： 如新来一个用户：无房产，单身，年收入55K，那么根据上面的决策树，可以预测他无法偿还债务（蓝色虚线路径）。从上面的决策树，还可以知道是否拥有房产可以很大的决定用户是否可以偿还债务，对借贷业务具有指导意义。 决策树构建的基本步骤如下： 1. 开始所有记录看作一个节点 2. 遍历每个变量的每一种分割方式，找到最好的分割点 3. 分割成两个节点N1和N2
4. 对N1和N2分别继续执行2-3步，直到每个节点足够“纯”为止 构建决策树的变量可以有两种： 1）连续型：如前例中的“年收入”。用“>=”，“>”,“<”或“<=”作为分割条件（排序后，利用已有的分割情况，可以优化分割算法的时间复杂度）。 2）分类型：如前例中的“婚姻情况”，使用“=”来分割。 如何评估分割点的好坏？如果一个分割点可以将当前的所有节点分为两类，使得每一类都很“纯”，也就是同一类的记录较多，那么就是一个好分割点。比如上面的例子，“拥有房产”，可以将记录分成了两类，“是”的节点全部都可以偿还债务，非常“纯”；“否”的节点，可以偿还贷款和无法偿还贷款的人都有，不是很“纯”，但是两个节点加起来的纯度之和与原始节点的纯度之差最大，所以按照这种方法分割。构建决策树采用贪心算法，只考虑当前纯度差最大的情况作为分割点。 纯度计算 前面讲到，决策树是根据“纯度”来构建的，如何量化纯度呢？这里介绍三种纯度计算方法。如果记录被分为n类，每一类的比例P(i)=第i类的数目/总数目。还是拿上面的例子，10个数据中可以偿还债务的记录比例为P(1) = 7/10 = 0.7，无法偿还的为 P(2) = 3/10 = 0.3，N = 2。 Gini不纯度： 熵（Entropy）： 错误率： 上面的三个公式均是值越大，表示越“不纯”，越小表示越“纯”。三种公式只需要取一种即可，对最终分类准确率的影响并不大，一般使用熵公式。 纯度差，也称为信息增益（Information Gain），公式如下： 其中，I代表不纯度（也就是上面三个公式的任意一种），K代表分割的节点数，一般K = 2。vj表示子节点中的记录数目。上面公式实际上就是当前节点的不纯度减去子节点不纯度的加权平均数，权重由子节点记录数与当前节点记录数的比例决定。 停止条件 决策树的构建过程是一个递归的过程，所以需要确定停止条件，否则过程将不会结束。一种最直观的方式是当每个子节点只有一种类型的记录时停止，但是这样往往会使得树的节点过多，导致过度拟合（Overfitting）。另一种可行的方法是当前节点中的记录数低于一个最小的阀值，那么就停止分割，将max(P(i))对应的分类作为当前叶节点的分类。
(完整版)ENVI决策树分类
遥感专题讲座——影像信息提取（三、基于专家知识的决策树分类） 基于专家知识的决策树分类 可以将多源数据用于影像分类当中，这就是专家知识的决策树分类器，本专题以ENVI中Decision Tree为例来叙述这一分类器。 本专题包括以下内容： ? ?●专家知识分类器概述 ? ?●知识（规则）定义 ? ?●ENVI中Decision Tree的使用 概述 基于知识的决策树分类是基于遥感影像数据及其他空间数据，通过专家经验总结、简单的数学统计和归纳方法等，获得分类规则并进行遥感分类。分类规则易于理解，分类过程也符合人的认知过程，最大的特点是利用的多源数据。 如图1所示，影像+DEM就能区分缓坡和陡坡的植被信息，如果添加其他数据，如区域图、道路图土地利用图等，就能进一步划分出那些是自然生长的植 被，那些是公园植被。
图1 专家知识决策树分类器说明图 专家知识决策树分类的步骤大体上可分为四步：知识（规则）定义、规则 输入、决策树运行和分类后处理。 1.知识（规则）定义 规则的定义是讲知识用数学语言表达的过程，可以通过一些算法获取，也 可以通过经验总结获得。 2.规则输入 将分类规则录入分类器中，不同的平台有着不同规则录入界面。 3.决策树运行 运行分类器或者是算法程序。 4.分类后处理 这步骤与监督/非监督分类的分类后处理类似。 知识（规则）定义 分类规则获取的途径比较灵活，如从经验中获得，坡度小于20度，就认为是缓坡，等等。也可以从样本中利用算法来获取，这里要讲述的就是C4.5 算法。 利用C4.5算法获取规则可分为以下几个步骤：（1）多元文件的的构建：遥感数据经过几何校正、辐射校正处理后，进行波段运算，得到一些植被指数，连同影像一起输入空间数据库；其他空间数据经过矢量化、格式转换、地理配准，组成一个或多个多波段文件。 （2）提取样本，构建样本库：在遥感图像处理软件或者GIS软件支持下，选取合适的图层，采用计算机自动选点、人工解译影像选点等方法采集样本。 （3）分类规则挖掘与评价：在样本库的基础上采用适当的数据挖掘方法挖掘分类规则，后基于评价样本集对分类规则进行评价，并对分类规则做出适当 的调整和筛选。这里就是C4.5算法。 4.5算法的基本思路基于信息熵来“修枝剪叶”，基本思路如下： 从树的根节点处的所有训练样本D0开始，离散化连续条件属性。计算增益比率，取GainRatio（C0）的最大值作为划分点V0，将样本分为两个部分D11和D12。对属性C0的每一个值产生一个分支，分支属性值的相应样本子集被移
多值决策表的最小决策树生成
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2016, 6(10), 617-628 Published Online October 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/e38315245.html,/journal/csa https://www.360docs.net/doc/e38315245.html,/10.12677/csa.2016.610076 文章引用: 乔莹, 许美玲, 钟发荣, 曾静, 莫毓昌. 多值决策表的最小决策树生成[J]. 计算机科学与应用, 2016, 6(10): Minimal Decision Tree Generation for Multi-Label Decision Tables Ying Qiao, Meiling Xu, Farong Zhong, Jing Zeng, Yuchang Mo Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang Received: Oct. 5th , 2016; accepted: Oct. 23rd , 2016; published: Oct. 28th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/e38315245.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Decision tree is a widely used classification in data mining. It can discover the essential knowledge from the common decision tables (each row has a decision). However, it is difficult to do data mining from the multi-label decision tables (each row has a set of decisions). In a multi-label deci-sion tables, each row contains several decisions, and several decision attributes are represented using a set. By testing the existing heuristic algorithms, such as greedy algorithms, their perfor-mance is not stable, i.e ., the size of the decision tree might become very large. In this paper, we propose a dynamic programming algorithm to minimize the size of the decision trees for a multi- label decision table. In our algorithm, the multi-label decision table is divided into several sub-tables, and the decision tree is constructed by using all subtables of the multi-label decision table, then useful information can be discovered from the multi-label decision tables. Keywords Multi-Label Decision Tables, Decision Trees, Dynamic Programming Algorithm 多值决策表的最小决策树生成 乔 莹，许美玲，钟发荣，曾 静，莫毓昌 浙江师范大学，浙江 金华 收稿日期：2016年10月5日；录用日期：2016年10月23日；发布日期：2016年10月28日 Open Access
决策树分类
实验二决策树学习 引言 决策树学习是一种逼近离散值目标函数的方法，在这种方法中学习到的函数被表达为一棵决策树。学习得到的决策树也能再被表达为多个if-then的规则，以提高可读性。这种学习算法是最流行的归纳推理算法之一，已经被成功地应用到从学习医疗诊断到学习评估贷款申请的信用风险的广阔领域。本文用决策树学习算法解决饭店排队问题，学习判断什么情况下在饭店就餐需要等待的规则或函数。 问题描述 饭店排队问题的目标属性为：WillWait 判定属性有10个，依次为： Alternate：附近是否有一个合适的候选饭店。 Bar：饭店中是否有舒适的酒吧区域值得排队等待。 Fri / Sat：在星期五和星期六为真。 Hungry：是否饿了。 Patrons：饭店中有多少人（其值可取None、Some和Full）。 Price：饭店价格区间（￥，￥ ￥ ，￥ ￥ ￥ ）。 Raining：天是否下雨。 Reservation：是否预定。 Type：饭店类型（French，Italian，Thai，burger）。 WaitEstimate：主人对等待的估计（0-10分钟，10-30，30-60，或>60）
生成学习所需要的训练样例，分析训练样例数目与学习精度的关系以及训练样例的分布与学习精度的关系；对判定属性为连续值或者判定属性缺少部分值进行处理，解决过度拟合问题。 模型建立与求解 首先将判断属性值离散化，数值化，对于只有两个取值的属性，赋值为0和1，对取值为三个值的属性，赋值为0，1，2，对取值为四个值的属性，赋值为0，1，2，3。利用随机数生成器随机生成各个判定属性的属性值，并人为设定条件，给出每组特征的目标属性值，取样例的一部分作为训练样例，剩余部分作为测试样例，利用决策树算法对测试样例的目标属性值进行预测并将其与人为判定的目标属性值进行比较，得出决策树算法目标属性判定的准确率，这里用的是C4.5决策树算法来进行实验，模型求解是通过matlab实现的。 仿真实验与结果分析 1.构造训练样例和测试样例 对于10个判定属性，用rand（）函数随机生成m个属性值，然后根据生成的属性值，人为判定目标属性值，这里人为判定的条件为： for j=1:m if Alter(j)==1 && Bar(j)==1 && Hun(j)==1 && Pat(j)~=2 Will(j)=1; elseif Res(j)==1&&WaitEs(j)~=3 Will(j)=1; elseif FS(j)==1&&Hun(j)==1&&WaitEs(j)~=3 Will(j)=1; else Will(j)=0; end end 这样就构造了m个经过人为判定的一组训练样例，为了更好地
决策树分类的定义以及优缺点
决策树分类? 决策树（?Decision?Tree?）又称为判定树，是运用于分类的一种树结构。其中的每个内部结点（?internal?node?）代表对某个属性的一次测试，每条边代表一个测试结果，叶结点（?leaf?）代表某个类（?class?）或者类的分布 （?class?distribution?），最上面的结点是根结点。决策树分为分类树和回归树两种，分类树对离散变量做决策树，回归树对连续变量做决策树。? 构造决策树是采用自上而下的递归构造方法。决策树构造的结果是一棵二叉或多叉树，它的输入是一组带有类别标记的训练数据。二叉树的内部结点（非叶结点）一般表示为一个逻辑判断，如形式为?(a?=?b)?的逻辑判断，其中?a?是属性，?b?是该属性的某个属性值；树的边是逻辑判断的分支结果。多叉树（?ID3?）的内部结点是属性，边是该属性的所有取值，有几个属性值，就有几条边。树的叶结点都是类别标记。? 使用决策树进行分类分为两步：? 第?1?步：利用训练集建立并精化一棵决策树，建立决策树模型。这个过程实际上是一个从数据中获取知识，进行机器学习的过程。? 第?2?步：利用生成完毕的决策树对输入数据进行分类。对输入的记录，从根结点依次测试记录的属性值，直到到达某个叶结点，从而找到该记录所在的类。? 问题的关键是建立一棵决策树。这个过程通常分为两个阶段：? (1)?建树（?Tree?Building?）：决策树建树算法见下，可以看得出，这是一个递归的过程，最终将得到一棵树。? (2)?剪枝（?Tree?Pruning?）：剪枝是目的是降低由于训练集存在噪声而产生的起伏。? 决策树方法的评价。? 优点? 与其他分类算法相比决策树有如下优点：? (1)?速度快：计算量相对较小，且容易转化成分类规则。只要沿着树根向下一直走到叶，沿途的分裂条件就能够唯一确定一条分类的谓词。? (2)?准确性高：挖掘出的分类规则准确性高，便于理解，决策树可以清晰的显示哪些字段比较重要。? 缺点? 一般决策树的劣势：? (1)?缺乏伸缩性：由于进行深度优先搜索，所以算法受内存大小限制，难于处理大训练集。一个例子：在?Irvine?机器学习知识库中，最大可以允许的数据
《管理系统中计算机应用》-决策表、决策树
1.某商业企业根据用户欠款时间长短和现有库存量情况处理用户订贷，具体如下： (1)当用户欠款时间小于等于1个月时：如果需求量小于等于库存量，则立即发货；如果需 求量大于库存量，则先进货后再发货。 (2)当用户欠款时间大于1个月时：如果需求量小于等于库存量，则先付款，再发货；如果 需求量大于库存量，则不发货。 请按要求绘制决策表和决策树。（浙江省2002年1） 2.某运输公司收取运费的标准如下：①本地客户每吨5元。②外地客户货物重量W在100 吨以内(含)，每吨8元。③外地客户货物100吨以上时，距离L在500公里以内(含)超过部分每吨再增加7元，距离500公里以上时超过部分每吨再增加10元。 试画出决策表和决策树，反映运费策略。（200204） 1
3.某次入学考试科目为英语、数学、政治三门课，录取规则是： (1)总分必须200分(含)以上，200分以下不录取。 (2)在总分200分以上情况下，单科要求如下： ①英语、数学都60分(含)以上的录取； ②英语70分(含)以上，数学55分(含)以上的需参加复试决定是否录取； ③其他情况一律不录取。 请用决策树和决策表写出录取策略。（200210） 4.某公司货运收费标准是：(200510) 本地货运每吨运费10元。外地货运每吨运费20元，距离500公里(含)以上每吨加运费5元。外地货运量100吨(含)以上时运费增加5%。 设货运量为N吨，距离为L公里，运费为W元。用决策树和决策表表达运费的计算方法。 2
5．某地区电话收费标准为：(200801) （1）市内电话：每分钟0.1元； （2）长途电话：A区间每分钟0.3元，B区间每分钟0.5元，夜间及节假日A、B区间话 费减半。 要求：用决策树和决策表表达此项处理逻辑。 6.某学生选课系统根据学生本学期选课学分的不同，采取不同的处理：(201101) (1)学分总数小于等于0分，则进行“异常”处理： (2)学分总数大于0分，小于或等于4分，则直接进行“补选课”处理； (3)学分总数大于20分，则进行“调选课”处理； (4)其他情况为正常，选课结束。 请用决策树和决策表表示该决策过程。 3
决策树决策表练习题与参考答案
1 .某厂对一部分职工重新分配工作，分配原则是：⑴年龄不满20岁，文化程度是小学者脱产学习，文化程度是中学者当电工； ⑵年龄满20岁但不足50岁，文化程度是小学或中学者，男性当钳工，女性当车工；文化程度是大专者，当技术员。 ⑶年龄满50岁及50岁以上，文化程度是小学或中学者当材料员，文化程度是大专者当技术员。 要求：做出决策表。
车工 材料员 V V V V 技术员 V V 优化后的决策表如下: 条件及行 动说明 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 年龄 <20 w 20 (20,50] (20,50] (20,50] (20,50] (20,50] (20,50] 药0 药0 药0 文化程度 小学 中学 小学 小学 中学 中学 大专 大专 小学 中学 大专 性别 - - 男 女 男 女 男 女 - - - 脱产学习 V 电工 钳工 V V 车工 V V 材料员 V V 技术员 V V V 2、试画出某企业库存量监控处理的判断树 若库存量w 0,按缺货处理；若库存量w 库存下限，按下限报警处 理； 若库存量〉库存下限，而又w 储备定额，则按订货处理；若库存量〉库 存下限，而又＞储备定额，则按正常处理；若库存量》 库存上限，又〉储 备定额，则按上限报警处理。 缺货处理 3某货运站收费标准如下: 、库存上限 上限报警 若收件地点在本省，则快件6..元/公 若收件地点在外省/则库存下限 4元/公斤； v 库存上 正常处理 以内（包括25公斤），快件8元/公斤, 慢件6元/公斤；而超过25公斤时储快件10元/公斤，慢件货处元/公斤; w 库存下 下限报警 库存量