如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例什么是决策树?决策树模型本质是一颗由多个判断节点组成的树。在树的每个节点做参数判断,进而在树的最末枝(叶结点)能够对所关心变量的取值作出最佳判断。通常,一棵决策树包含一个根结点,若干内…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全系列IDE使用 1年只要46元 售后保障 童叟无欺

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 什么是决策树?

决策树模型本质是一颗由多个判断节点组成的树。在树的每个节点做参数判断,进而在树的最末枝(叶结点)能够对所关心变量的取值作出最佳判断。通常,一棵决策树包含一个根结点,若干内部节点和若干叶结点,叶结点对应决策分类结果。分支做判断,叶子下结论。

 

我们看一个简单的决策树的模型,通过动物的一些特点来判断它是否是鱼类,在决策树模型中,我们来看每一个节点是如何做判断的。我们将所有要研究的动物作为树最上端的起点,对它进行第一个判断,是否能脱离水生存?如果判断为是的话,它不是鱼类。如果为否的话,我们还要再进行下一个判断,是否有脚蹼?如果是的话,它就是非鱼类,如果否的话就是鱼类。

我们仅仅是通过最多两个层次的判断,在树最末端的叶子结点,可以对我们感兴趣的问题给出了一个相对而言的最佳决策。这个就是决策树的逻辑,非常简单且和人脑理解事物的逻辑很类似。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

决策树是一种简单高效并且具有强解释性的模型,广泛应用于数据分析领域。

  • 简单:逻辑相对简单,整个算法没有更复杂的逻辑,只是对节点进行分叉;

  • 高效:模型训练速度较快;

  • 强解释性:模型的判断逻辑可以用语言清晰的表达出来,比如上述决策树案例中的判断,就可以直接用语言表述成:脱离水不能生存的没有脚蹼的动物,我们判断它是鱼;

 

决策树模型应用于数据分析的场景主要有三种:

  • 监督分层;

  • 驱动力分析:某个因变量指标受多个因素所影响,分析不同因素对因变量驱动力的强弱(驱动力指相关性,不是因果性);

  • 预测:根据模型进行分类的预测;

 

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

熵是什么?

熵是描述判断的不确定性,大多数决策树的最终判断,并不是100%准确,决策树只是基于不确定性,作出最优的判断。

 

比如上述决策树案例,我们判断脱离水依然可以生存的是“非鱼类”。但是有一种特殊的鱼叫做非洲肺鱼,它脱离水后依然可以存活4年之久。虽然不是100%正确,我们在这个叶结点做出非鱼类的判断,是因为所有脱离水依然可以生存的动物里,有非常大部分都不是鱼。虽然这个判断有很大可能性是正确的,但判断依然存在着一些不确定性。

 

那么不确定性指的是什么呢?如下图,女生占比为50%,具有最大的不确定性;女生占比0%或者100%,则具备最小的不确定性。女生占比30%,具有中等不确定性;如果女性占比为70%的话,我们这个时候猜测是女性,出错可能性是1-70%,即30%,和刚刚的情况相同。也就是说,10个人中女性占比为30%,或是70%,我们虽然给出的判断不同,但是两个判断出错的可能性是一样的,都是30%;

图:在10个人中,判断随机挑选出来一个人,性别是男还是女 

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 

如果尝试使用一个统计量E来表示不确定性的话,并且规定E的取值在0和1之间。他和人群中女性的占比应该满足这样一条曲线的关系,当女性占比为0或者100%的时候,进行判断的不确定性最小;E取最小值0当女性占比为50%的时候,判断的不确定性最大,E取最大值1;当女性占比取0到50%,或者50%到100%之间的值的时候,E的取值介于0到1之间。并且取值相对女性占比50%是对称的。

 

熵即是用来描述以上这种不确定性,它的数学表达式为:

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

Pi含义:对于事件,有c种可能的结果,每一种可能结果的概率为P1、P2…Pc;

熵的取值在0-1之间;一个判断的不确定性越大,熵越大;

 

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

信息增益

信息增益表示经过一次决策判断(分叉)后,人群熵值下降的大小,即母节点的熵与两个子节点熵值和的差值。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

如上图,信息增益(IG) = 0.5842 – ( 38% * 0.9507 + 62 * 0 )=0.22

 

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

决策树算法实现步骤

我们继续用上一篇文章《如何用线性回归模型做数据分析》中的共享单车服务满意分数据集来做案例,分析哪一类人群更加偏向于成为公司的推荐者,我们需要分析用户特征,更好的区分出推荐者。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 

4.1测量节点对应人群的熵

 

决策树模型的第一步,是测量每个节点对应人群的熵值,最终我们得到可以判断推荐者的决策树。如下图,每个节点中标注两个数字,上面是推荐者比例,下面是用户群占比。初始节点的推荐者比例为0.14,再没任何分叉前,人群占比100%。我们用熵来度量每个节点对应人群的不确定性,推荐者比例趋近0%和100%的人群,熵的值也趋近于0,推荐者比例趋近50%的人群,熵的值则趋近于1。

 

在这个案例中,我们想知道哪一类人更加偏向成为公司的推荐者,也就是说,我们希望通过决策树,可以尽量地划分出是或者不是推荐者这个事情最为确定的人群。如果这样的人群在树的最终结点、也就是叶子结点可以被很好地划分出来的话,那么叶子结点所对应的人群的特征,就是推荐者或者非推荐者的典型特征。

 

反应在人群的熵值计算,更大的确定性对应于比较小的熵值。我们实际上是希望通过决策树不断地分叉,使得节点的熵值越来越低,用户的label越来越纯。

  

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 

 4.2节点的分叉-信息增益

我们使用信息增益(IG)来判断决策树的分叉方式。

节点分叉规则:在每个节点尝试按照不同特征变量的各种分组方式,选取信息增益最大(熵最小)的方式。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 4.3在特定情况树节点停止分叉

 

决策树不会一直不停分叉,决策树停止分叉的条件通常有:

  • 树的深度 — 如规定树的深度不能超过3

  • 叶子结点样本数 — 如叶子结点样本数不能小于10

  • 信息增益 — 如每一个分叉的信息增益不能小于0.2(R中的默认值)

停止分叉:再分叉会增加复杂度但是效果没有提高,叶子越多越复杂,会加重解释复杂性。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例决策树在数据分析中的实战流程

我们了解了决策树模型的算法原理,那么它如何应用在日常的数据分析工作中呢?

继续我们刚才的案例,我们想探究分析用户推荐程度的主要影响因素是什么?可以用决策树模型将用户按照推荐者比例高低进行分层。

 

一百条数据,由公司员工随机采访100名用户产生,采访对象是北京市四个城区(西城区、东城区、海淀区、朝阳区)的居民,组别分为实验组和对照组。

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 5.1导入数据集

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

5.2切割自变量和因变量

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

5.3将分类变量转换为哑变量

Python大多数算法模型无法直接输入分类变量

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

5.4训练模型

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

圈出叶子点-最终划分出的人群分层

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 5.5分析结果

通过人群特征取值的判断,1、我们划分出了推荐者比例有显著区别的人群2、找出了区分推荐者人群的关键特征,例如:海淀区用户、29岁及以上等

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

 ‘

5.6决策树扩展

  • 模型建立后,可以将模型用作分类预测;

  • 决策树不只可应用于预测量为分类变量,还可应用于数值型因变量,只需将熵改为连续变量的方差;

  • 特征划分的方法除了信息增益方法外,还可以用增益率(C4.5决策树)、基尼指数(CART决策树);

  • 剪枝是决策树算法中防止过拟合的主要手段,分为预剪枝与后剪枝。预剪枝指在决策树生成过程中,对每个结点在划分前进行估计,若当前结点划分不能使决策树泛化能力提升则停止划分。后剪枝指先从训练集生成一颗决策树,自底向上对非叶结点进行考察,若该结点对应的子树替换为叶结点能使决策树泛化能力提升,则该子树替换为叶结点;

 


 

相信大家读完这篇文章,对决策树模型已经有了一些了解,大家快快动起手来把模型应用到自己的实际工作中吧!文中python代码及练习数据集我会发在交流群中,没有加入小洛数据分析群的朋友可以添加小洛微信号加入交流群~

感谢大家的阅读,关注小洛的公众号,一起交流数据分析话题~ 

如何用决策树模型做数据分析报告_决策树实例

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/179125.html原文链接:https://javaforall.net

赞 (0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • Javascript贪食蛇小游戏

    试玩:http://hovertree.com/game/9/贪吃蛇是一种风靡全球的小游戏,就是一条小蛇,不停地在屏幕上游走,吃各个方向出现的蛋,越吃越长。只要蛇头碰到屏幕四周,或者碰到自己的身子,

    2021年12月22日
  • 小草客户端android2.2.4 g,小草客户端android2.2.5-小草app安卓版客户端android2.2.5预约 v2.2.5-优盘手机站…[通俗易懂]

    小草客户端android2.2.4 g,小草客户端android2.2.5-小草app安卓版客户端android2.2.5预约 v2.2.5-优盘手机站…[通俗易懂]小草客户端android2.2.5是一款很真实的线上社交互动平台,超多年轻人选择在这里,和大家展开精彩的互动玩法,有什么想法都可以大胆的表达出来,在这里认识自己喜欢的人,让你从此以后不会再觉得孤单了,这些精彩的玩法,给你带来了不少的乐趣体验。小草客户端android2.2.5特色:1、打造最真实的交友互动软件,简洁的界面设计吸引了很多人来体验。2、在这里能够轻松结交到全国各地的单身朋友,参与到热门…

    2022年6月15日
  • idea web项目部署到tomcat_系统部署步骤

    idea web项目部署到tomcat_系统部署步骤使用IDEA编辑器开发项目十分便捷,这里介绍使用IDEA编辑器添加Tomcat详细的记叙了intelliJIdea中Tomcat的部署,主要是在Tomcat部署的时候一些细节性的东西。1、新建web工程这里有一个已经创建好的web项目2、配置tomcat配置tomcat前,先确保本地已经下载并安装完成了tomcat如果不清楚如何安装tomc…

    2022年10月10日
  • Android从无知到有知——NO.7

    Android从无知到有知——NO.7

    2022年1月15日
  • 数据库系统与数据挖掘的区别_数据挖掘与大数据的关系

    数据库系统与数据挖掘的区别_数据挖掘与大数据的关系数据库系统第一章绪论本章属于基础知识,主要是对一些概念的理解和记忆。没有难点,相对的重点在于ER模型的设计和关系模型的掌握。一、数据管理技术的发展阶段(识记)数据管理技术共经历了三个阶段:人

    2022年8月3日
  • 实现dubbo服务降级

    实现dubbo服务降级dubbo降级服务使用dubbo在进行服务调用时,可能由于各种原因(服务器宕机/网络超时/并发数太高等),调用中就会出现RpcException,调用失败。服务降级就是指在由于非业务异常导致的服务不可用时(上面举得例子),可以返回默认值,避免异常影响主业务的处理。dubbo服务降级配置mock配置方式dubbo官方文档上使用一个mock配置,实现服务降级。mock只在出现非业务异常(比如超时,网络

    2022年6月4日

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号