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关于人工智能领域的ID3算法分析

前言:人工智能机器学习与算法的内容有关。人工智能机器学习主要分为三类:1)分类; 2)回归; 3)聚类。今天,我们将重点介绍ID3算法。亨特,马林和斯通于1966年开发了概念学习系统CLS,该系统可以学习单个概念并使用学到的概念对新示例进行分类。悉尼大学的约翰·罗斯·昆兰(John Ross Quinlan)于1983年开发了ID3算法。ID3算法是一种决策树,它基于Occam剃刀的原理,即以最少的工作做更多的事情。 ID3算法基于信息论,以信息熵和信息增益为度量标准,实现了数据的归纳和分类。 ID3算法的概念:ID3(IteraTIve Dichotomiser 3),即迭代二叉树3代,该算法是贪婪算法,用于构造决策树[请参与人工智能(23)]。 ID3算法起源于概念学习系统(CLS),并使用信息熵的下降速度作为选择测试属性的标准,也就是说,在每个节点上,信息增益最高的属性尚未用于选择除法作为除法准则,然后继续执行此过程,直到生成的决策树可以完美地对训练示例进行分类。 ID3算法核心:ID3算法核心是“信息熵”。 ID3算法计算每个属性的信息增益,并认为具有较高信息增益的属性是良好的属性。每次选择具有最高信息增益的属性作为分区标准时,都会重复此过程,直到生成可以对训练示例进行完美分类的决策树。 ID3算法的本质:在信息论中,期望信息越小,信息增益越大,纯度越高。 ID3算法的本质是通过信息增益来度量属性的选择,并选择分裂后信息增益最大的属性进行分裂。该算法使用自上而下的贪婪搜索遍历可能的决策空间。在划分决策树的每个非叶节点之前,首先计算每个属性带来的信息增益,然后选择要划分的最大信息增益的属性,因为信息增益越大,区分样本的能力越强,并且代表性越好,显然这是一个自上而下的贪婪策略。 ID3算法步骤:计算每个属性的信息增益,并找到最大的一个作为根节点。1)先验熵:没有收到其他属性时的平均不确定性; 2)后验熵:关于接收到输出符号Vj时的信息。 3)条件熵:期望输出符号集V的后熵,以及接收所有符号后源的不确定性; 4)信息增益:先验熵与条件熵之差,是接收器获得的信息量; 5)对其余属性重复上述步骤。 ID3算法计算每个属性的信息增益,并选择增益最高的属性作为给定集合的测试属性。为选定的测试属性创建一个节点,将其标记为该节点的属性,然后为该属性的每个值创建一个分支以相应地划分样本。具体的算法过程如下:ID3的优点:1)。算法结构简单; 2)算法清晰易懂; 3)非常灵活和方便; 4)没有没有解决之道的危险; 5)可以使用所有训练示例的统计性质进行决策,以抵制噪音。 ID3的缺点:1)   处理大数据速度很慢,并且内存通常不足; 2)无法处理连续数据,并且只能通过离散化将连续数据转换为离散数据; 3)  不并行,不处理数值数据; 4)仅适用于非增量数据集,不适用于增量数据集,它可能会收敛于局部最优解而不是全局最优解优秀解,最佳分离属性易于选择具有更多属性值的属性; 5)如果未修剪决策树,则可能会出现过度拟合的问题。注意:ID3(并行)和ID3(数字)解决了缺点3)中的两个问题。 ID3应用场景:决策树ID3算法是一种非常实用且有价值的示例学习算法。它的基本理论很明确,算法是