第五十章 倒计时53天、决策树理论的应用 第(3/4)分页
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信息,以识别潜在的目标群体并定制营销策略。
例如,通过构建决策树模型,市场营销人员可以将客户进行细分,识别不同的消费者群体并为他们提供个性化的营销策略。
教育学业成绩预测
在教育领域,决策树可以预测学生成绩和推荐个性化课程。
通过分析学生的学习历史、考试成绩、学习习惯等特征,决策树可以预测学生的学业成绩,并为学生推荐个性化的课程和学习计划。
例如,通过构建决策树模型,教育机构可以根据学生的特征和需求,为学生提供更加精准的教育服务,提高学生的学习效果和成绩。
决策树理论的发展历程
决策树算法起源于 20世纪 50年代,最早在决策分析和运筹学领域得到应用。
在 1966年,CLS学习系统中就已经提出决策树算法的概念。这一时期的决策树算法处于雏形阶段,为后续的发展奠定了基础。
1986年,Ross Quinlan提出了 ID3算法。
ID3算法的核心是在决策树各个结点上应用信息增益准则选择特征,递归地构建决策树。ID3名字中的 ID是 Iterative Diiser(迭代二分器)的简称。
ID3算法假设空间包含所有的决策树,搜索空间完整,健壮性好,不受噪声影响,可以训练缺少属性值的实例,理论清晰、方法简单、学习能力较强。
但 ID3算法也存在一些明显的缺点,
比如只考虑分类型的特征,没有考虑连续特征;对缺失值没有进行考虑;没有考虑过拟合的问题;
在选择根节点和各内部节点中的分支属性时,采用信息增益作为评价标准,信息增益的缺点是倾向于选择取值较多的属性,
在有些情况下这类属性可能不会提供太多有价值的信息;划分过程会由于子集规模过小而造成统计特征不充分而停止。
为了解决 ID3算法信息增益偏向多值特征的问题,Quinlan在 1993年提出了 C4.5算法。
C4.5使用信息增益率为标准选择特征,解决了信息增益可能存在偏好选取分支较多的情况,不能明确体现子集信息纯度的问题。
C4.5算法还能够处理连续性数据、能够处理缺失性数据及剪枝等。
CART算法是一种通过决策树方法实现回归的算法,可用于分类和回归任务。
在分类任务中,CART算法通过基尼指数选择最优特征,同时决定该特征的最优二值划分点;
在回归任务中,CART使用最小剩余方差(基尼指数)来判断数据集的最优划分,这个准则是期望划分之后的子树与样本点的误差方差最小。
随着机器学习的发展,集成模型兴起,随机森林就是其中的代表。
随机森林由多棵决策树组成,通过有放回的随机采样构造完各个单颗决策树后,综合多个决策树的分类结果来作为最终输出。
为回归问题时,可以取各个决策树的均值;当为分类问题时,可采用少数服从多数的思想。
随机森林提高了模型的鲁棒性和性能,能够处理高维数据和大规模数据集,被广泛应用于各个领域。
目标设定与路径规划
定义:决策树可以帮助个人在学习中明确自己的目标。
以学习一门外语为例,最高层次的目标可能是达到流利沟通的水平。
然后可以将这个目标分解,比如通过考试达到一定的分数、能够进行日常对话、可以读懂专业文献等子目标。
示例:如果你的目标是通过英语雅思考试获得 7分以上,决策树的第一层分支可以是听力、阅读、写作和口语四个部分。
对于听力部分,又可以分为基础词汇积累、听力技巧训练、模拟考试等子分支。这样就构建了一个从总目标到具体学习任务的决策树路径。
优势:通过这种方式,学习者能够清晰地看到实现目标所需的步骤,有条理地安排学习计划,避免盲目学习。
而且在学习过程中,如果发现某个分支的学习效果不佳,比如听力部分的模拟考试成绩不理想,就可以针对性地调整该分支下的学习策略,如增加听力练习的时间或更换学习材料。
学习方法选择
定义:在个人学习中,不同的学科和学习目标适合不同的学习方法。决策树可以用于选择最适合的学习方法。
例如,对于理论性较强的学科,如数学、物理,可能适合采用理解概念、推导公式、做练习题的学习方法;而对于语言类学科,可能更侧重于听说读写的综合训练。
示例:以学习计算机编程为例,决策树的一个分支可以是选择学习编程语言。
如果选择 Python语言,下一层分支可以是学习方法,