### ID3算法详解 #### 算法概览 ID3(Iterative Dichotomiser 3)算法是由Ross Quinlan在1986年提出的决策树学习算法,是C4.5算法的前身。ID3算法主要用于分类任务,通过自顶向下的递归方式构建决策树,其核心思想是在每个节点上选择一个属性进行分割,从而达到对数据集的分类目的。 #### 工作原理 ID3算法基于信息论中的熵和信息增益的概念来选择最优的分割属性。熵用来衡量数据集的混乱程度,信息增益则表示通过某个属性将数据集分割后混乱程度的减少量。算法在每个节点上计算所有可能属性的信息增益,选择信息增益最大的属性作为该节点的分割属性,并以此属性的不同取值创建子节点,然后对每个子节点的数据集重复上述过程,直到满足停止条件为止,如所有实例属于同一类、没有更多属性可供选择或数据集为空等。 #### MATLAB实现 给定的MATLAB代码实现了ID3算法的主要流程,包括数据预处理、决策树构建和测试样本分类。其中关键函数`ID3`接收训练样本、训练目标、测试样本以及参数,输出预测的目标分类结果。 - 数据预处理:对数据进行分箱处理,将连续变量转化为离散变量,便于后续处理。然后,递归构建决策树。 - 决策树构建:构建过程中,使用`make_tree`函数,它递归地选择最佳分割属性并创建子节点。在每一步中,计算信息增益并选择增益最大的属性作为分割点。 - 测试样本分类:通过`use_tree`函数,根据构建好的决策树对测试样本进行分类预测。 #### 参数解析 代码中的`params`参数包括: - `Numberofbinsforthedata`:用于确定数据分箱的数量,即连续变量转换为离散变量时的区间数量。 - `Percentageofincorrectlyassignedsamplesatanode`:在构建决策树时,允许的错误分配样本百分比,这有助于避免过拟合问题。 #### 总结 ID3算法是决策树学习的经典算法之一,它基于信息增益来选择最佳的分割属性,适用于分类任务。通过MATLAB实现,可以有效地处理数据,构建决策树模型并对新样本进行分类预测。在实际应用中,ID3算法的效率和分类准确性受到数据质量和特征选择的影响,因此在使用时需要对数据进行预处理,并合理选择特征和参数,以提高模型性能。此外,ID3算法的局限性在于它只能处理离散型特征,对于连续型特征需要先进行离散化处理。
% Classify using Quinlan's ID3 algorithm
% Inputs:
% train_patterns - Train patterns
% train_targets - Train targets
% test_patterns - Test patterns
% params - [Number of bins for the data, Percentage of incorrectly assigned samples at a node]
%
% Outputs
% test_targets - Predicted targets
[Ni, M] = size(train_patterns);
%Get parameters
[Nbins, inc_node] = process_params(params);
inc_node = inc_node*M/100;
%First, bin the data and the decision region data
[H, binned_train_patterns, region] = high_histogram(train_patterns, Nbins);
[H, binned_test_patterns] = high_histogram(test_patterns, Nbins, region);
%Build the tree recursively
disp('Building tree')
tree = make_tree(binned_train_patterns, train_targets, inc_node, Nbins);
%Classifying test patterns according to the tree
disp('Classifying test patterns using the tree')
test_targets = use_tree(binned_test_patterns, 1:size(test_patterns,2), tree, Nbins, unique(train_targets));
- dsfuckcdf32f2014-05-13在matlab不知道怎么运行~求指教
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