机器学习与深度学习系列连载： 第一部分 机器学习（十）决策树1（Decision Tree）

决策树1（Decision Tree 基础概念）

• 每个内部节点对应于某个属性上的测试
• 每个分支对应于测试的可能结果
• 每个叶节点对应于一个预测的可能结果

主要有：学习过程、预测过程两部分组成

• 学习过程： 主要是对样本分析来划分属性（内部节点多对应的样本属性）
• 训练过程： 将测试示例从根节点开始沿着划分属性的“判定测试序列”下行，一直 到叶节点。 西瓜书中的图例：
  

1. 算法流程：

策略： 分而治之（divided and conquer ）
自根至叶的递归过程
在每个中间节点寻找一个“划分”（split or test）属性
三种停止条件

• 当前节点包含的样本属于同一类别，无需划分
• 当前的属性集为空或者所有样本在所有属性的取值相同
• 当前节点包含的样本集合为空，不能划分
  算法如下：
  
  那我们如何衡量并划分最优属性呢？

2. 信息增益 (information gain)

信息熵 (entropy) 是度量样本集合“纯度”最常用的一种指标。假定当前样本集合 D 中第 k 类样本所占的比例为$p_k$，则 D 的 信息熵定义为:

大家可能感到还是一头雾水，我们举例说明：


以此类推：

最后我们得到的结果：

通过西瓜书的例子，大家对抽象的概念有没有一定认识呢？

3. 增益率 (gain ratio)

信息增益：对可取值数目较多的属性有所偏好，存在有明显弱点，例如：考虑将“编号”作为一个属性。 我们引入增益率的概念：

属性 a 的可能取值数目越多 (即 V 越大)，则 IV(a) 的值通常就越大，算法设计的时候，先从候选划分属性中找出信息增益高于平均水平的，再从中选取增益率最高的

4.基尼指数 (gini index)

本专栏图片、公式很多来自台湾大学李弘毅老师、斯坦福大学cs229，斯坦福大学cs231n 、斯坦福大学cs224n课程。在这里，感谢这些经典课程，向他们致敬！