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Spark机器学习(6)：决策树算法
1. 决策树基本知识
决策树就是通过一系列规则对数据进行分类的一种算法，可以分为分类树和回归树两类，分类树处理离散变量的，回归树是处理连续变量。
样本一般都有很多个特征，有的特征对分类起很大的作用，有的特征对分类作用很小，甚至没有作用。如决定是否对一个人贷款是，这个人的信用记录、收入等就是主要的判断依据，而性别、婚姻状况等等就是次要的判断依据。决策树构建的过程，就是根据特征的决定性程度，先使用决定性程度高的特征分类，再使用决定性程度低的特征分类，这样构建出一棵倒立的树，就是我们需要的决策树模型，可以用来对数据进行分类。
决策树学习的过程可以分为三个步骤：1）特征选择，即从众多特征中选择出一个作为当前节点的分类标准；2）决策树生成，从上到下构建节点；3）剪枝，为了预防和消除过拟合，需要对决策树剪枝。
2. 决策树算法
主要的决策树算法包括ID3、C4.5和CART。
ID3把信息增益作为选择特征的标准。由于取值较多的特征（如学号）的信息增益比较大，这种算法会偏向于取值较多的特征。而且该算法只能用于离散型的数据，优点是不需要剪枝。
C4.5和ID3比较类似，区别在于使用信息增益比替代信息增益作为选择特征的标准，因此比ID3更加科学，并且可以用于连续型的数据，但是需要剪枝。
CART(Classification And Regression Tree)采用的是Gini作为选择的标准。Gini越大，说明不纯度越大，这个特征就越不好。
3. MLlib的决策树算法
MLlib的决策树算法使用的随机森林RandomForest的方法，不过并不是真正的随机森林，因为实际上只有一棵决策树。
直接上代码：
import org.apache.log4j.{ Level, Logger }import org.apache.spark.{ SparkConf, SparkContext }import org.apache.spark.mllib.tree.DecisionTreeimport org.apache.spark.mllib.tree.model.DecisionTreeModelimport org.apache.spark.mllib.util.MLUtils/** * Created by Administrator on 2017/7/6. */object DecisionTreeTest { def main(args: Array[String]): Unit = { // 设置运行环境 val conf = new SparkConf().setAppName("Decision Tree") .setMaster("spark://master:7077").setJars(Seq("E:\\Intellij\\Projects\\MachineLearning\\MachineLearning.jar")) val sc = new SparkContext(conf) Logger.getRootLogger.setLevel(Level.WARN) // 读取样本数据并解析 val dataRDD = MLUtils.loadLibSVMFile(sc, "hdfs://master:9000/ml/data/sample_dt_data.txt") // 样本数据划分,训练样本占0.8,测试样本占0.2 val dataParts = dataRDD.randomSplit(Array(0.8, 0.2)) val trainRDD = dataParts(0) val testRDD = dataParts(1) // 决策树参数 val numClasses = 5 val categoricalFeaturesInfo = Map[Int, Int]() val impurity = "gini" val maxDepth = 5 val maxBins = 32 // 建立决策树模型并训练 val model = DecisionTree.trainClassifier(trainRDD, numClasses, categoricalFeaturesInfo, impurity, maxDepth, maxBins) // 对测试样本进行测试 val predictionAndLabel = testRDD.map { point => val score = model.predict(point.features) (score, point.label, point.features) } val showPredict = predictionAndLabel.take(50) println("Prediction" + "\t" + "Label" + "\t" + "Data") for (i <- 0 to showPredict.length - 1) { println(showPredict(i)._1 + "\t" + showPredict(i)._2 + "\t" + showPredict(i)._3) } // 误差计算 val accuracy = 1.0 * predictionAndLabel.filter(x => x._1 == x._2).count() / testRDD.count() println("Accuracy = " + accuracy) // 保存模型 val ModelPath = "hdfs://master:9000/ml/model/Decision_Tree_Model" model.save(sc, ModelPath) val sameModel = DecisionTreeModel.load(sc, ModelPath) }
运行结果：
Spark机器学习(6)：决策树算法
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