决策树 -- ID3算法小结

时间:2023-12-17 09:43:08
ID3算法(Iterative Dichotomiser 3 迭代二叉树3代),是一个由Ross Quinlan发明的用于决策树的算法;简单理论是越是小型的决策树越优于大的决策树。
决策树 -- ID3算法小结
算法归纳:
1、使用所有没有使用的属性并计算与之相关的样本熵值;
2、选取其中熵值最小的属性
3、生成包含该属性的节点
4、使用新的分支表继续前面步骤
ID3算法以信息论为基础,以信息熵和信息增益为衡量标准,从而实现对数据的归纳分类;所以归根结底,是为了从一堆数据中生成决策树而采取的一种归纳方式;
具体介绍:
1、信息熵:熵的概念主要指信息的混乱程度,变量的不确定性越大,熵的值越大;
决策树 -- ID3算法小结
或者这样理解:假如事件A的全概率划分是(A1, A2, A3, … , An),每部分发生的概率是(P1, P2, P3, … , Pn),那么信息熵计算公式可如下表示
       Info(A) = Entropy(p1, p2, … , pn) = -p1 * log2(p1) - p2 * log2(p2)  - … - pn * log2(pn);
2、信息增益:信息增益指划分前后熵的变化;
决策树 -- ID3算法小结
或者这样理解:在某个案例中,类S的属性值A的信息增益 = 类的信息熵Info(S) - 该属性的信息熵Info(A);
3、一个案例中总会有一个类导向,也可以理解为结果,而产生结果统计来的信息可能会有多个相关属性,当我们使用一次信息增益计算,并在这多个属性的信息增益中得到了某个属性X的信息增益为最大值时,实际上也是选择了决策树中从根节点出发的第一层分支的依据;找到第一个分类节点后,如果这时X有三个分支x1,x2,x3,我们下一次的计算,其实就是把原表,根据X的三种情况分为了三张表,再重复计算信息增益,就可以得到整个决策树;
示例:http://www.cnblogs.com/zhangchaoyang/articles/2196631.html
优缺点:
优点:理论清晰,方法简单;
缺点:支队比较小的数据集有效,且对噪声比较敏感,当训练数据集加大时,决策树可能会随之改变;
我的理解:
整个计算其实并不复杂,有一点需要注意的是在一算整体表的某个属性A的熵时,如果A有三个取值,a1、a2、a3;A的熵其实 等于 a1出现的概率 乘 a1为独立表时该类的熵 加上 同理a2 加上 同理a3 这个计算的才是A的熵
相关:
奥卡姆剃刀:“切勿浪费较多东西,去做’用较少的东西,同样可以做好的事情’。”,即,如果同一个问题有许多种理论,每一种都能够做出同样准确的预言,那么应该挑选其中使用的嘉定最少的那一个。尽管越复杂的方法通常能做出越好的语言,但是在不考虑语言能力的情况下,前提假设越少越好。所罗门诺夫的归纳推理理论是奥卡姆剃刀的数学公式化:在所有能够完美描述已有观测的可计算理论中,较短的可计算理论在孤寂下一次观测结果的概率时具有较大权重。
课外:ID3也是一种metadata容器的简称,多用于MP3格式的音频文件中,他可以将相关的曲名、演唱者、转机、音轨数等信息存储在MP3文件中。ID3一般位于一个mp3文件的开头或末尾的若干字节内,附加了关于该mp3的歌手,标题,专辑名称,年代,风格等信息,该信息被称为ID3信息,ID3信息又分为两个版本。v1版的ID3在mp3文件的末尾128字节,以TAG三个字符开头,后面跟上个区信息。v2版一般位于mp3开头,可以存储歌词,该专辑的图片等大容量的信息;