京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
1.用party包构建决策树
以iris数据集为例。
用ctree()建立决策树,用predict()对新数据进行预测。
训练集与测试集划分:
[ruby] view plain copy
> str(iris)
'data.frame': 150 obs. of 5 variables:
$ Sepal.Length: num 5.1 4.9 4.7 4.6 5 5.4 4.6 5 4.4 4.9 ...
$ Sepal.Width : num 3.5 3 3.2 3.1 3.6 3.9 3.4 3.4 2.9 3.1 ...
$ Petal.Length: num 1.4 1.4 1.3 1.5 1.4 1.7 1.4 1.5 1.4 1.5 ...
$ Petal.Width : num 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1 ...
$ Species : Factor w/ 3 levels "setosa","versicolor",..: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ...
> set.seed(1234)
> ind <- sample(2, nrow(iris), replace=TRUE, prob=c(0.7, 0.3))
> trainData <- iris[ind==1,]
> testData <- iris[ind==2,]
用默认参数来建立决策树:
[ruby] view plain copy
> library(party)
> myFormula <- Species ~ Sepal.Length + Sepal.Width + Petal.Length + Petal.Width
> iris_ctree <- ctree(myFormula, data=trainData)
> # check the prediction
> table(predict(iris_ctree), trainData$Species)
setosa versicolor virginica
setosa 40 0 0
versicolor 0 37 3
virginica 0 1 31
输出规则并绘制已构建好的决策树以便查看。
[ruby] view plain copy
> print(iris_ctree)
Conditional inference tree with 4 terminal nodes
Response: Species
Inputs: Sepal.Length, Sepal.Width, Petal.Length, Petal.Width
Number of observations: 112
1) Petal.Length <= 1.9; criterion = 1, statistic = 104.643
2)* weights = 40
1) Petal.Length > 1.9
3) Petal.Width <= 1.7; criterion = 1, statistic = 48.939
4) Petal.Length <= 4.4; criterion = 0.974, statistic = 7.397
5)* weights = 21
4) Petal.Length > 4.4
6)* weights = 19
3) Petal.Width > 1.7
7)* weights = 32
> plot(iris_ctree)
> # 图略
[ruby] view plain copy
> plot(iris_ctree, type="simple")
[ruby] view plain copy
> #图略
用测试集对构建好的决策树进行测试:
[ruby] view plain copy
> # predict on test data
> testPred <- predict(iris_ctree, newdata = testData)
> table(testPred, testData$Species)
testPred setosa versicolor virginica
setosa 10 0 0
versicolor 0 12 2
virginica 0 0 14
几点值得注意的地方:
① ctree()不能很好地处理缺失值,含有缺失值的观测有时被划分到左子树,有时划到右子树,这是由缺失值的替代规则决定的。
② 训练集和测试集需出自同一个数据集,即它们的表结构、含有的变量要一致,无论决策树最终是否用到了全部的变量。
③ 如果训练集和测试集的分类变量的水平值不一致,对测试集的预测会识别。解决此问题的方法是根据测试集中的分类变量的水平值显式地设置训练数据。
2.用rpar包构建决策树
以bodyfat数据集为例。用rpart()构建决策树,允许选择具有最小预测误差的决策树,再使用predict()对新数据进行预测。
首先查看数据:
[ruby] view plain copy
> data("bodyfat", package = "TH.data")
> dim(bodyfat)
[1] 71 10
> attributes(bodyfat)
$names
[1] "age" "DEXfat" "waistcirc" "hipcirc" "elbowbreadth"
[6] "kneebreadth" "anthro3a" "anthro3b" "anthro3c" "anthro4"
$row.names
[1] "47" "48" "49" "50" "51" "52" "53" "54" "55" "56" "57" "58" "59" "60"
[15] "61" "62" "63" "64" "65" "66" "67" "68" "69" "70" "71" "72" "73" "74"
[29] "75" "76" "77" "78" "79" "80" "81" "82" "83" "84" "85" "86" "87" "88"
[43] "89" "90" "91" "92" "93" "94" "95" "96" "97" "98" "99" "100" "101" "102"
[57] "103" "104" "105" "106" "107" "108" "109" "110" "111" "112" "113" "114" "115" "116"
[71] "117"
$class
[1] "data.frame"
> bodyfat[1:5,]
age DEXfat waistcirc hipcirc elbowbreadth kneebreadth anthro3a anthro3b anthro3c
47 57 41.68 100.0 112.0 7.1 9.4 4.42 4.95 4.50
48 65 43.29 99.5 116.5 6.5 8.9 4.63 5.01 4.48
49 59 35.41 96.0 108.5 6.2 8.9 4.12 4.74 4.60
50 58 22.79 72.0 96.5 6.1 9.2 4.03 4.48 3.91
51 60 36.42 89.5 100.5 7.1 10.0 4.24 4.68 4.15
anthro4
47 6.13
48 6.37
49 5.82
50 5.66
51 5.91
训练集与测试集划分,和模型训练:
[ruby] view plain copy
> set.seed(1234)
> ind <- sample(2, nrow(bodyfat), replace=TRUE, prob=c(0.7, 0.3))
> bodyfat.train <- bodyfat[ind==1,]
> bodyfat.test <- bodyfat[ind==2,]
> # train a decision tree
> library(rpart)
> myFormula <- DEXfat ~ age + waistcirc + hipcirc + elbowbreadth + kneebreadth
> bodyfat_rpart <- rpart(myFormula, data = bodyfat.train,
+ control = rpart.control(minsplit = 10))
> attributes(bodyfat_rpart)
$names
[1] "frame" "where" "call"
[4] "terms" "cptable" "method"
[7] "parms" "control" "functions"
[10] "numresp" "splits" "variable.importance"
[13] "y" "ordered"
$xlevels
named list()
$class
[1] "rpart"
> print(bodyfat_rpart$cptable)
CP nsplit rel error xerror xstd
1 0.67272638 0 1.00000000 1.0194546 0.18724382
2 0.09390665 1 0.32727362 0.4415438 0.10853044
3 0.06037503 2 0.23336696 0.4271241 0.09362895
4 0.03420446 3 0.17299193 0.3842206 0.09030539
5 0.01708278 4 0.13878747 0.3038187 0.07295556
6 0.01695763 5 0.12170469 0.2739808 0.06599642
7 0.01007079 6 0.10474706 0.2693702 0.06613618
8 0.01000000 7 0.09467627 0.2695358 0.06620732
> print(bodyfat_rpart)
n= 56
node), split, n, deviance, yval
* denotes terminal node
1) root 56 7265.0290000 30.94589
2) waistcirc< 88.4 31 960.5381000 22.55645
4) hipcirc< 96.25 14 222.2648000 18.41143
8) age< 60.5 9 66.8809600 16.19222 *
9) age>=60.5 5 31.2769200 22.40600 *
5) hipcirc>=96.25 17 299.6470000 25.97000
10) waistcirc< 77.75 6 30.7345500 22.32500 *
11) waistcirc>=77.75 11 145.7148000 27.95818
22) hipcirc< 99.5 3 0.2568667 23.74667 *
23) hipcirc>=99.5 8 72.2933500 29.53750 *
3) waistcirc>=88.4 25 1417.1140000 41.34880
6) waistcirc< 104.75 18 330.5792000 38.09111
12) hipcirc< 109.9 9 68.9996200 34.37556 *
13) hipcirc>=109.9 9 13.0832000 41.80667 *
7) waistcirc>=104.75 7 404.3004000 49.72571 *
绘制决策树图形:
[ruby] view plain copy
> plot(bodyfat_rpart)
> text(bodyfat_rpart, use.n=T)
> #图略
选择具有最小预测误差的决策树:
[ruby] view plain copy
> opt <- which.min(bodyfat_rpart$cptable[,"xerror"])
> cp <- bodyfat_rpart$cptable[opt, "CP"]
> bodyfat_prune <- prune(bodyfat_rpart, cp = cp)
> print(bodyfat_prune)
n= 56
node), split, n, deviance, yval
* denotes terminal node
1) root 56 7265.02900 30.94589
2) waistcirc< 88.4 31 960.53810 22.55645
4) hipcirc< 96.25 14 222.26480 18.41143
8) age< 60.5 9 66.88096 16.19222 *
9) age>=60.5 5 31.27692 22.40600 *
5) hipcirc>=96.25 17 299.64700 25.97000
10) waistcirc< 77.75 6 30.73455 22.32500 *
11) waistcirc>=77.75 11 145.71480 27.95818 *
3) waistcirc>=88.4 25 1417.11400 41.34880
6) waistcirc< 104.75 18 330.57920 38.09111
12) hipcirc< 109.9 9 68.99962 34.37556 *
13) hipcirc>=109.9 9 13.08320 41.80667 *
7) waistcirc>=104.75 7 404.30040 49.72571 *
> plot(bodyfat_prune)
> text(bodyfat_prune, use.n=T)
> #图略
用决策树模型进行预测,并与实际值进行对比。图中abline()绘制了一条对角线。一个好的预测模型,绝大多数的点应该落在对角线上或者越接近对角线越好。
[ruby] view plain copy
> DEXfat_pred <- predict(bodyfat_prune, newdata=bodyfat.test)
> xlim <- range(bodyfat$DEXfat)
> plot(DEXfat_pred ~ DEXfat, data=bodyfat.test, xlab="Observed",
+ ylab="Predicted", ylim=xlim, xlim=xlim)
> abline(a=0, b=1)
[ruby] view plain copy
> #图略
3.随机森林
以iris数据集为例。
使用randomForest()存在两个限制:第一个是该函数不能处理带有缺失值的数据,要事先对缺失值进行处理;第二是分类属性的水平划分数量最大值为32,大于32的分类属性需要事先转换。
另一种是使用party包中的cforest(),该函数没有限定分类属性的水平划分数。
训练集和测试集划分:
[ruby] view plain copy
> ind <- sample(2, nrow(iris), replace=TRUE, prob=c(0.7, 0.3))
> trainData <- iris[ind==1,]
> testData <- iris[ind==2,]
训练随机森林模型:
[ruby] view plain copy
> library(randomForest)
> rf <- randomForest(Species ~ ., data=trainData, ntree=100, proximity=TRUE)
> table(predict(rf), trainData$Species)
setosa versicolor virginica
setosa 36 0 0
versicolor 0 31 1
virginica 0 1 35
> print(rf)
Call:
randomForest(formula = Species ~ ., data = trainData, ntree = 100, proximity = TRUE)
Type of random forest: classification
Number of trees: 100
No. of variables tried at each split: 2
OOB estimate of error rate: 1.92%
Confusion matrix:
setosa versicolor virginica class.error
setosa 36 0 0 0.00000000
versicolor 0 31 1 0.03125000
virginica 0 1 35 0.02777778
> attributes(rf)
$names
[1] "call" "type" "predicted" "err.rate"
[5] "confusion" "votes" "oob.times" "classes"
[9] "importance" "importanceSD" "localImportance" "proximity"
[13] "ntree" "mtry" "forest" "y"
[17] "test" "inbag" "terms"
$class
[1] "randomForest.formula" "randomForest"
根据生成的随机森林中不同的树来绘制误差率:
[ruby] view plain copy
> plot(rf)
> #图略
查看变量重要性:
[ruby] view plain copy
> importance(rf)
MeanDecreaseGini
Sepal.Length 6.485090
Sepal.Width 1.380624
Petal.Length 32.498074
Petal.Width 28.250058
> varImpPlot(rf)
> #图略
最后使用测试集进行测试,用table()和margin()查看结果。图中数据点的边距为正确分类的比例减去被归到其他类别的最大比例。一般来说,边距为正数说明该数据点划分正确。
[ruby] view plain copy
> irisPred <- predict(rf, newdata=testData)
> table(irisPred, testData$Species)
irisPred setosa versicolor virginica
setosa 14 0 0
versicolor 0 17 3
virginica 0 1 11
> plot(margin(rf, testData$Species))
[ruby] view plain copy
> #图略
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数据分析、机器学习的实操场景中,聚类分析与主成分分析(PCA)是两种高频使用的统计与数据处理方法。二者常被用于数据预处理 ...
2026-02-24在聚类分析的实操场景中,K-Means算法因其简单高效、易落地的特点,成为处理无监督分类问题的首选工具——无论是用户画像分层、 ...
2026-02-24数字化浪潮下,数据已成为企业核心竞争力,“用数据说话、用数据决策”成为企业发展的核心逻辑。CDA(Certified Data Analyst) ...
2026-02-24CDA一级知识点汇总手册 第五章 业务数据的特征、处理与透视分析考点52:业务数据分析基础考点53:输入和资源需求考点54:业务数 ...
2026-02-23CDA一级知识点汇总手册 第四章 战略与业务数据分析考点43:战略数据分析基础考点44:表格结构数据的使用考点45:输入数据和资源 ...
2026-02-22CDA一级知识点汇总手册 第三章 商业数据分析框架考点27:商业数据分析体系的核心逻辑——BSC五视角框架考点28:战略视角考点29: ...
2026-02-20CDA一级知识点汇总手册 第二章 数据分析方法考点7:基础范式的核心逻辑(本体论与流程化)考点8:分类分析(本体论核心应用)考 ...
2026-02-18第一章:数据分析思维考点1:UVCA时代的特点考点2:数据分析背后的逻辑思维方法论考点3:流程化企业的数据分析需求考点4:企业数 ...
2026-02-16在数据分析、业务决策、科学研究等领域,统计模型是连接原始数据与业务价值的核心工具——它通过对数据的规律提炼、变量关联分析 ...
2026-02-14在SQL查询实操中,SELECT * 与 SELECT 字段1, 字段2,...(指定个别字段)是最常用的两种查询方式。很多开发者在日常开发中,为了 ...
2026-02-14对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,数据分析的核心不是孤立解读单个指标数值,而是构建一套科学、完整、贴合业务 ...
2026-02-14在Power BI实操中,函数是实现数据清洗、建模计算、可视化呈现的核心工具——无论是简单的数据筛选、异常值处理,还是复杂的度量 ...
2026-02-13在互联网运营、产品迭代、用户增长等工作中,“留存率”是衡量产品核心价值、用户粘性的核心指标——而次日留存率,作为留存率体 ...
2026-02-13对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,指标是贯穿工作全流程的核心载体,更是连接原始数据与业务洞察的关键桥梁。CDA ...
2026-02-13在机器学习建模实操中,“特征选择”是提升模型性能、简化模型复杂度、解读数据逻辑的核心步骤——而随机森林(Random Forest) ...
2026-02-12在MySQL数据查询实操中,按日期分组统计是高频需求——比如统计每日用户登录量、每日订单量、每日销售额,需要按日期分组展示, ...
2026-02-12对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,描述性统计是贯穿实操全流程的核心基础,更是从“原始数据”到“初步洞察”的 ...
2026-02-12备考CDA的小伙伴,专属宠粉福利来啦! 不用拼运气抽奖,不用复杂操作,只要转发CDA真题海报到朋友圈集赞,就能免费抱走实用好礼 ...
2026-02-11在数据科学、机器学习实操中,Anaconda是必备工具——它集成了Python解释器、conda包管理器,能快速搭建独立的虚拟环境,便捷安 ...
2026-02-11在Tableau数据可视化实操中,多表连接是高频操作——无论是将“产品表”与“销量表”连接分析产品销量,还是将“用户表”与“消 ...
2026-02-11