〖素质笔记〗决策树学习笔记

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    今天学习了分类算法中的决策树。博大精深。

一、基本信息

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    1、名称区别：决策树是统称，也称为分类树（分类变量）、回归树（连续变量）。

    2、定义：决策树模型是一种简单易用的非参数分类器。它不需要对数据有任何的先验假设，计算速度较快，结果容易解释，而且稳健性强，不怕噪声数据和缺失数据。

a、直观明了，神经网络 (这种方法的权重以及预测机制往往让人觉得很不透明) 等预测方法。

b、对缺失值的处理，是删除因变量缺失的观测 ,而保留有自变量缺失的观测 。

    3、决策树建模步骤：

1、如何选择自变量

2、如何选择分割点

3、确定停止划分的条件

    二、常见分类

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1、3种最常见的决策树：

    CART分类回归树(classification and regression tree)。每个节点采用二分法(与C4.5最大的区别，c4.5可以有很多分支)；用Gini Ratio作为衡量指标，如果分散指标程度很高的说明数据有很多类别。

    C4.5。最新有5.0版本；先建完整的决策树；使用自定义的错误率（Predicted Error Rate)对节点修剪。

    CHAID 卡方自动交互检验 （Chi-squared Automatic Interaction）。计算节点中类别的p值。根据p值的大小决定决策树是否生长不需要修剪（与前两者的区别）。

    2、聚类分析、判别分析、分类树的区别



三、R语言中rpart包与party包的区别

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  1、CP参数定义

    cp: complexity parameter复杂性参数，用来修剪树的.

    当决策树复杂度超过一定程度后，随着复杂度的提高，测试集的分类精确度反而会降低。因此，建立的决策树不宜太复杂，需进行剪枝。该剪枝算法依赖于复杂性参数cp,cp随树复杂度的增加而减小，当增加一个节点引起的分类精确度变化量小于树复杂度变化的cp倍时，则须剪去该节点。故建立一棵既能精确分类，又不过度适合的决策树的关键是求解一个合适的cp值。一般选择错判率最小值对应的cp值来修树.

    2、CP选择问题

建立树模型要权衡两方面问题，一个是要拟合得使分组后的变异较小，另一个是要防止过度拟合，而使模型的误差过大，前者的参数是CP，后者的参数是Xerror。所以要在Xerror最小的情况下，也使CP尽量小。

四、决策树建模步骤详解

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1、生成随机数——runif(nrow(x),0,1)

2、将数据集进行划分，训练集与测试集

titanic.train <- titanic[x < .4,]

titanic.test <- titanic[x>= .4,]

选取了x变量 小于0.4 或 大于0.4 为训练集

• library(rpart);  
•   
• ## rpart.control对树进行一些设置  
• ## xval是10折交叉验证  
• ## minsplit是最小分支节点数，这里指大于等于20，那么该节点会继续分划下去，否则停止  
• ## minbucket：叶子节点最小样本数  
• ## maxdepth：树的深度  
• ## cp全称为complexity parameter，指某个点的复杂度，对每一步拆分,模型的拟合优度必须提高的程度  
• ct <- rpart.control(xval=10, minsplit=20, cp=0.1)  
•   
• ## kyphosis是rpart这个包自带的数据集  
• ## na.action：缺失数据的处理办法，默认为删除因变量缺失的观测而保留自变量缺失的观测。           
• ## method：树的末端数据类型选择相应的变量分割方法:  
• ## 连续性method=“anova”,离散型method=“class”,计数型method=“poisson”,生存分析型method=“exp”  
• ## parms用来设置三个参数:先验概率、损失矩阵、分类纯度的度量方法（gini和information）  
• ## cost我觉得是损失矩阵，在剪枝的时候，叶子节点的加权误差与父节点的误差进行比较，考虑损失矩阵的时候，从将“减少-误差”调整为“减少-损失”  
• fit <- rpart(Kyphosis~Age + Number + Start,  
•     data=kyphosis, method="class",control=ct,  
•     parms = list(prior = c(0.65,0.35), split = "information"));  
•   
• ## 第一种  
• par(mfrow=c(1,3));  
• plot(fit);  
• text(fit,use.n=T,all=T,cex=0.9)；  
•   
• ## 第二种，这种会更漂亮一些  
• library(rpart.plot);  
• rpart.plot(fit, branch=1, branch.type=2, type=1, extra=102,  
•            shadow.col="gray", box.col="green",  
•            border.col="blue", split.col="red",  
•            split.cex=1.2, main="Kyphosis决策树");  
•   
• ## rpart包提供了复杂度损失修剪的修剪方法，printcp会告诉分裂到每一层，cp是多少，平均相对误差是多少  
• ## 交叉验证的估计误差（“xerror”列），以及标准误差(“xstd”列)，平均相对误差=xerror±xstd  
• printcp(fit);  
•   
• ## 通过上面的分析来确定cp的值  
• ## 我们可以用下面的办法选择具有最小xerror的cp的办法：  
• ## prune(fit, cp= fit$cptable[which.min(fit$cptable[,"xerror"]),"CP"])  
•   
• fit2 <- prune(fit, cp=0.01);  
• rpart.plot(fit2, branch=1, branch.type=2, type=1, extra=102,  
•            shadow.col="gray", box.col="green",  
•            border.col="blue", split.col="red",  
•            split.cex=1.2, main="Kyphosis决策树");
  

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关键词：学习笔记 决策树 习笔记 interaction regression 因变量 自变量 而且 模型 如何

在牛A与牛C间的道路上越走越远了，哈哈~

感谢分享，壮哉，伟哉！

请问大神们，如果变量是个2分类的变量，比如性别（男性、女性）如何在CART方法中制作到决策树中？本人按上面代码跑过一遍，Sex被划分为0.5了，应该是按男性/女性来划分！