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前面总结了信息熵,信息增益和基尼信息的定义,以及决策树三大算法的原理及迭代过程,今天介绍下Python中机器学习Sklearn库中决策树的使用参数
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决策树既可以做分类,也可以做回归,两者参数大体相近,下面会先介绍分类,再对回归不一样的参数做单独说明

一、分类参数

1、 criterion: 特征选取方法,可以是gini(基尼系数),entropy(信息增益),通常选择gini,即CART算法,如果选择后者,则是ID3和C4,.5

2、 splitter 特征划分点选择方法,可以是best或random,前者是在特征的全部划分点中找到最优的划分点,后者是在随机选择的部分划分点找到局部最优的划分点,一般在样本量不大的时候,选择best,样本量过大,可以用random

3、 max_depth: 树的最大深度,默认可以不输入,那么不会限制子树的深度,一般在样本少特征也少的情况下,可以不做限制,但是样本过多或者特征过多的情况下,可以设定一个上限,一般取10~100

4、 min_samples_split:节点再划分所需最少样本数,如果节点上的样本树已经低于这个值,则不会再寻找最优的划分点进行划分,且以结点作为叶子节点,默认是2,如果样本过多的情况下,可以设定一个阈值,具体可根据业务需求和数据量来定

5、 min_samples_leaf: 叶子节点所需最少样本数,如果达不到这个阈值,则同一父节点的所有叶子节点均被剪枝,这是一个防止过拟合的参数,可以输入一个具体的值,或小于1的数(会根据样本量计算百分比)

6、 min_weight_fraction_leaf: 叶子节点所有样本权重和,如果低于阈值,则会和兄弟节点一起被剪枝,默认是0,就是不考虑权重问题。这个一般在样本类别偏差较大或有较多缺失值的情况下会考虑

7、 max_features: 划分考虑最大特征数,不输入则默认全部特征,可以选 log2N,sqrt(N),auto或者是小于1的浮点数(百分比)或整数(具体数量的特征)。如果特征特别多时如大于50,可以考虑选择auto来控制决策树的生成时间

8、 max_leaf_nodes:最大叶子节点数,防止过拟合,默认不限制,如果设定了阈值,那么会在阈值范围内得到最优的决策树,样本量过多时可以设定

9、min_impurity_decrease/min_impurity_split: 划分最需最小不纯度,前者是特征选择时低于就不考虑这个特征,后者是如果选取的最优特征划分后达不到这个阈值,则不再划分,节点变成叶子节点

10、class_weight: 类别权重,在样本有较大缺失值或类别偏差较大时可选,防止决策树向类别过大的样本倾斜。可设定或者balanced,后者会自动根据样本的数量分布计算权重,样本数少则权重高,与min_weight_fraction_leaf对应

11、presort: 是否排序,基本不用管

二、回归参数

区别在于以下两点,其余与分类一样
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1、criterion:特征选取方法,不再是gini或entropy,而是mse或mae,前者是均方差,后者是和均值的差的绝对值之和,一般用前者,因为前者通常更为精准,且方便计算

2、class_weight:不适合回归,同样的min_weight_fraction_leaf 也没有

三、决策树调参过程

# 导入库
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn import datasets
from sklearn.model_selection import train_test_split
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor
from sklearn import metrics

# 导入数据集
X = datasets.load_iris()  # 以全部字典形式返回,有data,target,target_names三个键
data = X.data
target = X.target
name = X.target_names
x,y=datasets.load_iris(return_X_y=True) # 能一次性取前2个
print(x.shape,y.shape)

# 数据分为训练集和测试集
x_train,x_test,y_train,y_test = train_test_split(x,y,test_size=0.2,random_state=100)

# 用GridSearchCV寻找最优参数(字典)
param = {'criterion':['gini'],'max_depth':[30,50,60,100],'min_samples_leaf':[2,3,5,10],'min_impurity_decrease':[0.1,0.2,0.5]}
grid = GridSearchCV(DecisionTreeClassifier(),param_grid=param,cv=6)
grid.fit(x_train,y_train)
print('最优分类器:',grid.best_params_,'最优分数:', grid.best_score_)  # 得到最优的参数和分值

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# 用GridSearchCV寻找最优参数(列表)
param = [{'criterion':['gini'],'max_depth':[30,50,60,100],'min_samples_leaf':[2,3,5,10],'min_impurity_decrease':[0.1,0.2,0.5]},
         {'criterion':['gini','entropy']},
         {'max_depth': [30,60,100], 'min_impurity_decrease':[0.1,0.2,0.5]}]
grid = GridSearchCV(DecisionTreeClassifier(),param_grid=param,cv=6)
grid.fit(x_train,y_train)
print('最优分类器:',grid.best_params_,'最优分数:', grid.best_score_)  # 得到最优的参数和分值