bagging，random forest，boosting（adaboost、GBDT），XGBoost小结

Bagging

1. 从原始样本集中抽取训练集。每轮从原始样本集中使用Bootstraping（有放回）的方法抽取n个训练样本（在训练集中，有些样本可能被多次抽取到，而有些样本可能一次都没有被抽中）。共进行k轮抽取，得到k个训练集。（我们这里假设k个训练集之间是相互独立的，事实上不是完全独立）
2. 每次使用一个训练集得到一个模型，k个训练集共得到k个模型。但是是同种模型。（注：k个训练集虽然有重合不完全独立，训练出来的模型因为是同种模型也是不完全独立。这里并没有具体的分类算法或回归方法，我们可以根据具体问题采用不同的分类或回归方法，如决策树、感知器等）
3. 对分类问题：将上步得到的k个模型采用投票的方式得到分类结果；对回归问题，计算上述模型的均值作为最后的结果。（所有模型的重要性相同）
   

随机森林Random Forest

1. 从原始训练数据集中，应用bootstrap方法有放回地随机抽取k个新的自助样本集，并由此构建k棵分类回归树，每次未被抽到的样本组成了Ｋ个袋外数据。
2. 设有n个特征，则在每一棵树的每个节点处随机抽取m个特征，通过计算每个特征蕴含的信息量，特征中选择一个最具有分类能力的特征进行节点分裂。
3. 每棵树最大限度地生长，不做任何剪裁
4. 将生成的多棵树组成随机森林，用随机森林对新的数据进行分类，分类结果按树分类器投票多少而定。

Boosting

Boosting有很多种，比如AdaBoost(Adaptive Boosting)， Gradient Boosting等。

AdaBoost

July的这篇博客很好，引用了李航书上的例子，结合书看

GBDT

XGBoost

Boosting，Bagging这两种框架算法的异同点：

1. 样本选择上：
   Bagging：训练集是在原始集中有放回选取的，从原始集中选出的各轮训练集之间是独立的。
   Boosting：每一轮的训练集不变，只是训练集中每个样例在分类器中的权重发生变化。而权值是根据上一轮的分类结果进行调整。
2. 样例权重：
   Bagging：使用均匀取样，每个样例的权重相等
   Boosting：根据错误率不断调整样例的权值，错误率越大则权重越大。
3. 预测函数：
   Bagging：所有预测函数的权重相等。
   Boosting：每个弱分类器都有相应的权重，对于分类误差小的分类器会有更大的权重。
4. 并行计算：
   Bagging：各个预测函数可以并行生成
   Boosting：理论上各个预测函数只能顺序生成，因为后一个模型参数需要前一轮模型的结果。计算角度来看，两种方法都可以并行。bagging, random forest并行化方法显而意见。boosting有强力工具stochastic gradient boosting
5. bagging是减少variance（减小过拟合），而boosting是减少bias（增加学习能力）
   单一模型往往对噪声敏感从而形成高方差，bagging可以降低对数据敏感性。
   在机器学习中，我们用训练数据集去训练（学习）一个model（模型），通常的做法是定义一个Loss function（误差函数），通过将这个Loss（或者叫error）的最小化过程，来提高模型的性能（performance）。然而我们学习一个模型的目的是为了解决实际的问题（或者说是训练数据集这个领域（field）中的一般化问题），单纯地将训练数据集的loss最小化，并不能保证在解决更一般的问题时模型仍然是最优，甚至不能保证模型是可用的。这个训练数据集的loss与一般化的数据集的loss之间的差异就叫做generalization error。而generalization error又可以细分为Bias和Variance两个部分。
   即error=Bias+Variance

RF, GBDT, XGB区别

看这里