CART算法

news2024/10/2 16:27:12

假设我们有一个二元分类问题,数据集包含以下四个样本:

特征1特征2类别
0.20.31
0.40.50
0.60.70
0.80.90

可以使用CART算法来建立一个决策树模型。

1、首先,我们需要选择一个特征和阈值来对数据集进行划分。假设我们选择特征1和阈值0.5,将数据集划分成两个子集:

  • 子集1:{0.2, 0.4},对应类别为{1, 0}
  • 子集2:{0.6, 0.8},对应类别为{0, 1}

2、接下来,我们计算每个子集的基尼不纯度(这里采用基尼不纯度作为划分标准)。

对于子集1,基尼不纯度为:

Gini(1) = 1 - (p_1^2 + (1-p_1)^2) = 0.48

其中,$p_1$  表示子集1中类别为 1 的样本所占比例。

对于子集2,基尼不纯度为:

 $Gini(2) = 1 - (p_2^2 + (1-p_2)^2) = 0.48$

其中,$p_2$ 表示子集2中类别为1的样本所占比例。

因此,我们选择基尼不纯度最小的子集进行下一步的划分,即子集1。

3、然后,我们对子集1继续进行划分。假设我们选择特征2和阈值0.3,将子集1划分成两个子集:

  • 子集1-1:{0.2},对应类别为{1}
  • 子集1-2:{0.4},对应类别为{0}

此时,子集1-2已经是一个纯度为1的子集,不需要再进行划分。

对于子集1-1,由于只有一个样本,也被认为是一个纯度为1的子集。

因此,我们可以得到如下的决策树模型:

特征1 <= 0.5
├── 特征2 <= 0.3
│   └── 类别为1
└── 类别为0

 这个决策树模型可以用来对新的样本进行分类。

例如,对于一个新的样本(特征1为0.7,特征2为0.6),可以按照决策树模型的规则进行判断:

1、首先判断特征1是否小于等于0.5,由于0.7>0.5,因此我们进入右子树。

2、然后判断特征2是否小于等于0.3,由于0.6>0.3,因此我们进入右子树。

3、最终,我们将该样本分类为类别1。

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