【Decision Tree】林轩田机器学习技法

首先沿着上节课的AdaBoost-Stump的思路,介绍了Decision Tree的路数:

AdaBoost和Decision Tree都是对弱分类器的组合:

1)AdaBoost是分类的时候,让所有的弱分类器同时发挥作用

2)Decision Tree是每次根据condition让某个弱分类器发挥作用

林强调了一点,Decision Tree很多套路都是前人的insights,觉得这用好就这样处理了,没有那么完备的理论保证

从递回的角度,可以这样看Decision Tree:

Decision Tree = Σ分支条件.子树

根据如上的递回思路,可以写出Decision Tree的算法的大概思路:

有点儿像dfs的代码模板:

输入:N个样本点

终止条件:达到base hypothesis gt(x)

dfs步骤:

  1)获得分支条件

  2)根据分支条件,将数据切分成C份

  3)由这C份数据生成C棵子树

  4)将C棵子树 & 分支判断条件 合在一起return

其中很关键的一个步骤就是如何划分输入样本D成C分,这里介绍一种C&RT的方法。

这个方法的特点是每次只产生2一个判断条件,将数据分成两份(即binary tree)

选择判断条件的准则是:经过判断条件的划分后数据更纯了

这里的“纯”还做了一个处理,就是“加权纯”,如果样本量大的那一堆数据更纯,认为划分的效果更好。

到这里需要停顿一下,整理下思路:b(x)是根据x划分分支条件的函数,跟定一个x就产生一种分支,即对数据产生一种划分

接下来要考虑,划分出来的每组数据的impuirity如何计算呢

根据需求不同impurify有两种计算套路:

1)如果是regression的:就可以用均方差来衡量

2)如果是classification的:就可以用Gini index来衡量(想象一个极端情况,如果数据D都属于一类了,那么Gini index就是0了,即不纯度是0)

接下来,看这种算法迭代的终止条件:

有两种强行终止条件:

1)如果impurity=0了,即只剩一类数据了,就不用再划分了

2)如果xn全部相同了,也没法划分了,因为b(x)的输出只有一个

完整的C&RT算法如上图,非常neat的算法。

但是上述的算法隐含问题,就是overfitting的问题。

可以通过剪枝来处理这个问题,一个可行的算法就是,每次除去叶子节点i,保证除去某个叶子节点后Ein(i)能最小。

另外,考虑pratical场景,有可能有枚举类型(categorical features)特征,对于这样的特征C&RT模型也可以轻易的处理。

如果有missing feature怎么办?

其中一个办法就是surrogate branch,简单来说,就是如果某种属性缺失了,可以找到其替代品。

最后林对比了Decision Tree和AdaBoost-Stump两种算法:

区别:

1)C&RT可以conditional的切,切的效率可能更高

2)AdaBoost-Stump只能完全横刀或完全竖刀来切,有可能没有Decision Tree切的效率高

最后,林总结了Decision Tree的优势:

真是居家旅行必备...

原文地址:https://www.cnblogs.com/xbf9xbf/p/4696189.html