人工智能基础课堂纪要7
4.2 决策树分类原理【*****】
1.信息增益
信息增益 = entroy(前) - entroy(后)
注意：信息增益越大，我们优先选择这个属性进行计算
信息增益优先选择属性总类别比较多的进行划分
2.信息增益率
维持了一个分离信息度量，通过这个分离信息度量当分母，进行限制
3.基尼增益
1.基尼值：
从数据集D中随机抽取两个样本，其类别标记不一致的概率
Gini（D）值越小，数据集D的纯度越高。
2.基尼指数：
选择使划分后基尼系数最小的属性作为最优化分属性
3.基尼增益：
选择基尼增益最大的点，进行优化划分
4.基尼增益构造过程：
1.开始将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。
5.决策树的变量可以有两种，分别对应的划分方式：
1.数字型
通过对数据取两个数字之间的中间值，进行划分
2.名称型
通过对属性的类别进行划分
6.如何评估分割点的好坏？
主要看分割的是否纯
4.三种算法对比：【****】
ID3 算法
采用信息增益作为评价标准
只能对描述属性为离散型属性的数据集构造决策树
缺点是倾向于选择取值较多的属性
C4.5算法
用信息增益率来选择属性
可以处理连续数值型属性
采用了一种后剪枝方法
对于缺失值的处理
缺点是：C4.5只适合于能够驻留于内存的数据集
CART算法
C4.5不一定是二叉树，但CART一定是二叉树
是信息增益的简化版本
4.3 cart剪枝
1.剪枝原因
噪声、样本冲突，即错误的样本数据
特征即属性不能完全作为分类标准
巧合的规律性，数据量不够大。
2.常用剪枝方法
预剪枝
在构建树的过程中，同时剪枝
eg:
限制节点最小样本数
指定数据高度
指定熵值的最小值
后剪枝
把一棵树，构建完成之后，再进行从下往上的剪枝
4.4 特征工程-特征提取【***】
1.特征提取
将任意数据（如文本或图像）转换为可用于机器学习的数字特征
2.特征提取分类:
字典特征提取(特征离散化)
文本特征提取
图像特征提取（深度学习将介绍）
3.api
sklearn.feature_extraction
4.字典特征提取————one-hot编码处理
字典特征提取就是对类别型数据进行转换
api:
sklearn.feature_extraction.DictVectorizer(sparse=True,…)
aparse矩阵
1.节省内存
2.提高读取效率
属性：
DictVectorizer.get_feature_names() 返回类别名称
注意：
对于特征当中存在类别信息的我们都会做one-hot编码处理
5.文本特征提取（英文）
api:
sklearn.feature_extraction.text.CountVectorizer(stop_words=[])
stop_words -- 停用词
注意：没有sparse这个参数
单个字母，标点符号不做统计
6.文本特征提取（中文）
注意：
1.在中文文本特征提取之前，需要对句子（文章）进行分词（jieba）
2.里面依旧可以使用停用词，进行词语的限制
7.tfidf
1.主要思想：
如果某个词或短语在一篇文章中出现的概率高，并且在其他文章中很少出现，则认为此词或者短语具有很好的类别区分能力，适合用来分类
2.tfidf
tf -- 词频
idf -- 逆向文档频率
3.api
sklearn.feature_extraction.text.TfidfVectorizer
注意：
分类机器学习算法进行文章分类中前期数据处理方式
4.5 决策树算法api【*】
sklearn.tree.DecisionTreeClassifier(criterion=’gini’, max_depth=None,random_state=None)
参数：
criterion
特征选择标准
min_samples_split
内部节点再划分所需最小样本数
min_samples_leaf
叶子节点最少样本数
max_depth
决策树最大深度
4.6 案例：泰坦尼克号乘客生存预测【***】
1.流程分析
1.获取数据
2.数据基本处理
2.1 确定特征值,目标值
2.2 缺失值处理
2.3 数据集划分
3.特征工程(字典特征抽取)
4.机器学习(决策树)
5.模型评估
2.可视化
sklearn.tree.export_graphviz()
3.小结
优点：
简单的理解和解释，树木可视化。
缺点：
决策树学习者可以创建不能很好地推广数据的过于复杂的树,容易发生过拟合。
改进：
减枝cart算法
随机森林（集成学习的一种）
5. 集成学习
5.1 集成学习算法简介
1.什么是集成学习
超级个体和弱者联盟对比，后者更优
2.复习：机器学习两个核心任务
1.解决欠拟合问题
弱弱组合变强
boosting
2.解决过拟合问题
互相遏制变壮
Bagging
5.2 Bagging【**】
1.bagging集成过程
1.采样
从所有样本里面，采样一部分
2.学习
训练弱学习器
3.集成
使用平权投票
2.随机森林介绍
1.随机森林定义
随机森林 = Bagging + 决策树
2.流程：
1.随机选取m条数据
2.随机选取k个特征
3.训练决策树
4.重复1-3
5.对上面的若决策树进行平权投票
3.注意：
1.随机选取样本，且是有放回的抽取
2.选取特征的时候吗，选择m<<M
M是所有的特征数
4.api
sklearn.ensemble.RandomForestClassifier()
3.bagging的优点
Bagging + 决策树/线性回归/逻辑回归/深度学习… = bagging集成学习方法
1.均可在原有算法上提高约2%左右的泛化正确率
2.简单, 方便, 通用