本文实例为大家分享了基于信息增益的决策树归纳的Python实现代码,供大家参考,具体内容如下

# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.mlab as mlab
import matplotlib.pyplot as plt
from copy import copy
 
#加载训练数据
#文件格式:属性标号,是否连续【yes|no】,属性说明
attribute_file_dest = 'F:\\bayes_categorize\\attribute.dat'
attribute_file = open(attribute_file_dest)
 
#文件格式:rec_id,attr1_value,attr2_value,...,attrn_value,class_id
trainning_data_file_dest = 'F:\\bayes_categorize\\trainning_data.dat'
trainning_data_file = open(trainning_data_file_dest)
 
#文件格式:class_id,class_desc
class_desc_file_dest = 'F:\\bayes_categorize\\class_desc.dat'
class_desc_file = open(class_desc_file_dest)
 
 
root_attr_dict = {}
for line in attribute_file :
  line = line.strip()
  fld_list = line.split(',')
  root_attr_dict[int(fld_list[0])] = tuple(fld_list[1:])
 
class_dict = {}
for line in class_desc_file :
  line = line.strip()
  fld_list = line.split(',')
  class_dict[int(fld_list[0])] = fld_list[1]
  
trainning_data_dict = {}
class_member_set_dict = {}
for line in trainning_data_file :
  line = line.strip()
  fld_list = line.split(',')
  rec_id = int(fld_list[0])
  a1 = int(fld_list[1])
  a2 = int(fld_list[2])
  a3 = float(fld_list[3])
  c_id = int(fld_list[4])
  
  if c_id not in class_member_set_dict :
    class_member_set_dict[c_id] = set()
  class_member_set_dict[c_id].add(rec_id)
  trainning_data_dict[rec_id] = (a1 , a2 , a3 , c_id)
  
attribute_file.close()
class_desc_file.close()
trainning_data_file.close()
 
class_possibility_dict = {}
for c_id in class_member_set_dict :
  class_possibility_dict[c_id] = (len(class_member_set_dict[c_id]) + 0.0)/len(trainning_data_dict)  
 
#等待分类的数据
data_to_classify_file_dest = 'F:\\bayes_categorize\\trainning_data_new.dat'
data_to_classify_file = open(data_to_classify_file_dest)
data_to_classify_dict = {}
for line in data_to_classify_file :
  line = line.strip()
  fld_list = line.split(',')
  rec_id = int(fld_list[0])
  a1 = int(fld_list[1])
  a2 = int(fld_list[2])
  a3 = float(fld_list[3])
  c_id = int(fld_list[4])
  data_to_classify_dict[rec_id] = (a1 , a2 , a3 , c_id)
data_to_classify_file.close()
 
 
 
 
'''
决策树的表达
结点的需求:
1、指示出是哪一种分区 一共3种 一是离散穷举 二是连续有分裂点 三是离散有判别集合 零是叶子结点
2、保存分类所需信息
3、子结点列表
每个结点用Tuple类型表示
元素一是整形,取值123 分别对应两种分裂类型
元素二是集合类型 对于1保存所有的离散值 对于2保存分裂点 对于3保存判别集合 对于0保存分类结果类标号
元素三是dict key对于1来说是某个的离散值 对于23来说只有12两种 对于2来说1代表小于等于分裂点
对于3来说1代表属于判别集合
'''
 
  
#对于一个成员列表,计算其熵
#公式为 Info_D = - sum(pi * log2 (pi)) pi为一个元素属于Ci的概率,用|Ci|/|D|计算 ,对所有分类求和
def get_entropy( member_list ) :
  #成员总数
  mem_cnt = len(member_list)
  #首先找出member中所包含的分类
  class_dict = {}
  for mem_id in member_list :
    c_id = trainning_data_dict[mem_id][3]
    if c_id not in class_dict :
      class_dict[c_id] = set()
    class_dict[c_id].add(mem_id)
  
  tmp_sum = 0.0
  for c_id in class_dict :
    pi = ( len(class_dict[c_id]) + 0.0 ) / mem_cnt
    tmp_sum += pi * mlab.log2(pi)
  tmp_sum = -tmp_sum
  return tmp_sum
    
 
def attribute_selection_method( member_list , attribute_dict ) :
  #先计算原始的熵
  info_D = get_entropy(member_list)
  
  max_info_Gain = 0.0
  attr_get = 0
  split_point = 0.0
  for attr_id in attribute_dict :
    #对于每一个属性计算划分后的熵
    #信息增益等于原始的熵减去划分后的熵
    info_D_new = 0
    #如果是连续属性
    if attribute_dict[attr_id][0] == 'yes' :
      #先得到memberlist中此属性的取值序列,把序列中每一对相邻项的中值作为划分点计算熵
      #找出其中最小的,作为此连续属性的划分点
      value_list = []
      for mem_id in member_list :
        value_list.append(trainning_data_dict[mem_id][attr_id - 1])
      
      #获取相邻元素的中值序列
      mid_value_list = []
      value_list.sort()
      #print value_list
      last_value = None
      for value in value_list :
        if value == last_value :
          continue
        if last_value is not None :
          mid_value_list.append((last_value+value)/2)
        last_value = value
      #print mid_value_list
      #对于中值序列做循环
      #计算以此值做为划分点的熵
      #总的熵等于两个划分的熵乘以两个划分的比重
      min_info = 1000000000.0
      total_mens = len(member_list) + 0.0
      for mid_value in mid_value_list :
        #小于mid_value的mem
        less_list = []
        #大于
        more_list = []
        for tmp_mem_id in member_list :
          if trainning_data_dict[tmp_mem_id][attr_id - 1] <= mid_value :
            less_list.append(tmp_mem_id)
          else :
            more_list.append(tmp_mem_id)
        sum_info = len(less_list)/total_mens * get_entropy(less_list)         + len(more_list)/total_mens * get_entropy(more_list)
        
        if sum_info < min_info :
          min_info = sum_info
          split_point = mid_value
          
      info_D_new = min_info
    #如果是离散属性
    else :
      #计算划分后的熵
      #采用循环累加的方式
      attr_value_member_dict = {} #键为attribute value , 值为memberlist
      for tmp_mem_id in member_list :
        attr_value = trainning_data_dict[tmp_mem_id][attr_id - 1]
        if attr_value not in attr_value_member_dict :
          attr_value_member_dict[attr_value] = []
        attr_value_member_dict[attr_value].append(tmp_mem_id)
      #将每个离散值的熵乘以比重加到这上面
      total_mens = len(member_list) + 0.0
      sum_info = 0.0
      for a_value in attr_value_member_dict :
        sum_info += len(attr_value_member_dict[a_value])/total_mens         * get_entropy(attr_value_member_dict[a_value])
      
      info_D_new = sum_info
    
    info_Gain = info_D - info_D_new
    if info_Gain > max_info_Gain :
      max_info_Gain = info_Gain
      attr_get = attr_id
  
  #如果是离散的
  #print 'attr_get ' + str(attr_get)
  if attribute_dict[attr_get][0] == 'no' :
    return (1 , attr_get , split_point)
  else :  
    return (2 , attr_get , split_point)
  #第三类先不考虑
 
def get_decision_tree(father_node , key , member_list , attr_dict ) :
  #最终的结果是新建一个结点,并且添加到father_node的sub_node_dict,对key为键
  #检查memberlist 如果都是同类的,则生成一个叶子结点,set里面保存类标号
  class_set = set()
  for mem_id in member_list :
    class_set.add(trainning_data_dict[mem_id][3])
  if len(class_set) == 1 :
    father_node[2][key] = (0 , (1 , class_set) , {} )
    return
  
  #检查attribute_list,如果为空,产生叶子结点,类标号为memberlist中多数元素的类标号
  #如果几个类的成员等量,则打印提示,并且全部添加到set里面
  if not attr_dict :
    class_cnt_dict = {}
    for mem_id in member_list :
      c_id = trainning_data_dict[mem_id][3]
      if c_id not in class_cnt_dict :
        class_cnt_dict[c_id] = 1
      else :
        class_cnt_dict[c_id] += 1
        
    class_set = set()
    max_cnt = 0
    for c_id in class_cnt_dict :
      if class_cnt_dict[c_id] > max_cnt :
        max_cnt = class_cnt_dict[c_id]
        class_set.clear()
        class_set.add(c_id)
      elif class_cnt_dict[c_id] == max_cnt :
        class_set.add(c_id)
    
    if len(class_set) > 1 :
      print 'more than one class !'
    
    father_node[2][key] = (0 , (1 , class_set ) , {} )
    return
  
  #找出最好的分区方案 , 暂不考虑第三种划分方法
  #比较所有离散属性和所有连续属性的所有中值点划分的信息增益
  split_criterion = attribute_selection_method(member_list , attr_dict)
  #print split_criterion
  selected_plan_id = split_criterion[0]
  selected_attr_id = split_criterion[1]
  
  #如果采用的是离散属性做为分区方案,删除这个属性
  new_attr_dict = copy(attr_dict)
  if attr_dict[selected_attr_id][0] == 'no' :
    del new_attr_dict[selected_attr_id]
  
  #建立一个结点new_node,father_node[2][key] = new_node
  #然后对new node的每一个key , sub_member_list,
  #调用 get_decision_tree(new_node , new_key , sub_member_list , new_attribute_dict)
  #实现递归
  ele2 = ( selected_attr_id , set() )
  #如果是1 , ele2保存所有离散值
  if selected_plan_id == 1 :
    for mem_id in member_list :
      ele2[1].add(trainning_data_dict[mem_id][selected_attr_id - 1])
  #如果是2,ele2保存分裂点
  elif selected_plan_id == 2 :
    ele2[1].add(split_criterion[2])
  #如果是3则保存判别集合,先不管
  else :
    print 'not completed'
    pass
    
  new_node = ( selected_plan_id , ele2 , {} )
  father_node[2][key] = new_node
  
  #生成KEY,并递归调用
  if selected_plan_id == 1 :
    #每个attr_value是一个key
    attr_value_member_dict = {}
    for mem_id in member_list :
      attr_value = trainning_data_dict[mem_id][selected_attr_id - 1 ]
      if attr_value not in attr_value_member_dict :
        attr_value_member_dict[attr_value] = []
      attr_value_member_dict[attr_value].append(mem_id)
    for attr_value in attr_value_member_dict :
      get_decision_tree(new_node , attr_value , attr_value_member_dict[attr_value] , new_attr_dict)
    pass
  elif selected_plan_id == 2 :
    #key 只有12 , 小于等于分裂点的是1 , 大于的是2
    less_list = []
    more_list = []
    for mem_id in member_list :
      attr_value = trainning_data_dict[mem_id][selected_attr_id - 1 ]
      if attr_value <= split_criterion[2] :
        less_list.append(mem_id)
      else :
        more_list.append(mem_id)
    #if len(less_list) != 0 :
    get_decision_tree(new_node , 1 , less_list , new_attr_dict)
    #if len(more_list) != 0 :
    get_decision_tree(new_node , 2 , more_list , new_attr_dict)
    pass
  #如果是3则保存判别集合,先不管
  else :
    print 'not completed'
    pass
  
def get_class_sub(node , tp ) :
  #
  attr_id = node[1][0]
  plan_id = node[0]
  key = 0
  if plan_id == 0 :
    return node[1][1]
  elif plan_id == 1 :
    key = tp[attr_id - 1]
  elif plan_id == 2 :
    split_point = tuple(node[1][1])[0]
    attr_value = tp[attr_id - 1]
    if attr_value <= split_point :
      key = 1
    else :
      key = 2
  else :
    print 'error'
    return set()
    
  return get_class_sub(node[2][key] , tp )
 
def get_class(r_node , tp) :
  #tp为一组属性值
  if r_node[0] != -1 :
    print 'error'
    return set()
  
  if 1 in r_node[2] :
    return get_class_sub(r_node[2][1] , tp)
  else :
    print 'error'
    return set()
  
  
if __name__ == '__main__' :
  root_node = ( -1 , set() , {} )
  mem_list = trainning_data_dict.keys()
  get_decision_tree(root_node , 1 , mem_list , root_attr_dict )
 
  #测试分类器的准确率
  diff_cnt = 0
  for mem_id in data_to_classify_dict :
    c_id = get_class(root_node , data_to_classify_dict[mem_id][0:3])
    if tuple(c_id)[0] != data_to_classify_dict[mem_id][3] :
      print tuple(c_id)[0]
      print data_to_classify_dict[mem_id][3]
      print 'different'
      diff_cnt += 1
  print diff_cnt

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!

昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。

而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?