[人工智能]机器学习sklearn实践——决策树(1)

sklearn实践——决策树（分类树）

1.1 基本概念

决策树是一种非参数的监督学习，可以从一系列带有特征和标签的数据中寻找规律，并用树形结构描述这些规律。

1.2 在sklearn中的基本框架

from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn import tree

dtcf = tree.DecisionTreeClassifier() # 实例化模型
dtcf = dtcf.fit(x_train, y_train) # 模型的拟合
# 在sklearn中不接受任何一维矩阵作为特征矩阵的输入
score = dtcf.score(x_test, y_test) # 模型的评估

1.3 class DecisionTreeClassifier()的常用参数与属性

1.3.1 参数

criterion

在决策树划分分支时所采用的方法

”entropy“ 代表使用信息熵

“gini” 代表使用基尼系数 （默认参数）

在实际使用过程中，二者的差异并不是很大，但因为信息熵的计算涉及对数，会慢于基尼系数。

random_state

用来设置分支过程中的随机参数，主要用来固定结果，默认为“none”。

在不设置时，多次运行，可能会导致结果不一致，输入任意整数，可将结果稳定下来

splitter

类似于random_state，用来控制决策树的分支选项

“best” 代表优先选择更重要的特征进行分支

“random” 代表分支时更为随机，决策树可能会受一些噪声的影响加大加深

max_depth

用来限制树的最大深度，会将超过设定深度的分支全部剪除，是一种典型的防止决策树过拟合的方法。

在实际计算中，可多次调整该参数看其拟合效果。

min_samples_leaf

用来限定该节点分支后的子节点中必须含有大于等于min_samples_leaf个训练样本。否则该分支不会产生。

该参数会使决策树变得较为平滑，但数值设置太小会引起决策树的过拟合，设置的太大会引起欠拟合，需要多次调参确定。

min_samples_split

用来限定节点中必须含有大于等于min_samples_split个训练样本，该节点才能参与后续分支。

其效果类同于min_samples_leaf

max_features

用来限制分支中的特征数，当特征数大于max_features时会被舍弃，较为暴力。

适用于高维数据的降维，但在各特征的重要性未知的情况下设定，可能会使结果较差。一般来说，通过降维来防止过拟合不会采用这个方法，推荐选择PCA等降维算法。

1.3.2 属性

feature_importances_

用于查看各个特征对模型的重要程度

1.4 使用sklearn中的红酒数据集的实例

from sklearn.datasets import load_wine
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn import tree
import pandas as pd

wine = load_wine()

# 划分训练集和测试集 按7：3比例，并规定随机参数（任意整数即可，使训练集和测试集固定）
x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(wine.data, wine.target, test_size=0.3, random_state=30)

dtcf = tree.DecisionTreeClassifier(criterion="entropy"
                                  , random_state=30
                                  , splitter="random"
                                  , max_depth=3
                                  )
dtcf = dtcf.fit(x_train, y_train)
score = dtcf.score(x_test, y_test)
print(score)
print(dtcf.feature_importances_)