A. 数据挖掘十大算法-
整理里一晚上的数据挖掘算法,其中主要引自wiki和一些论坛。发布到上作为知识共享,但是发现Latex的公式转码到网页的时候出现了丢失,暂时没找到解决方法,有空再回来填坑了。
——编者按
一、 C4.5
C4.5算法是由Ross Quinlan开发的用于产生决策树的算法[1],该算法是对Ross Quinlan之前开发的ID3算法的一个扩展。C4.5算法主要应用于统计分类中,主要是通过分析数据的信息熵建立和修剪决策树。
1.1 决策树的建立规则
在树的每个节点处,C4.5选择最有效地方式对样本集进行分裂,分裂规则是分析所有属性的归一化的信息增益率,选择其中增益率最高的属性作为分裂依据,然后在各个分裂出的子集上进行递归操作。
依据属性A对数据集D进行分类的信息熵可以定义如下:
划分前后的信息增益可以表示为:
那么,归一化的信息增益率可以表示为:
1.2 决策树的修剪方法
C4.5采用的剪枝方法是悲观剪枝法(Pessimistic Error Pruning,PEP),根据样本集计算子树与叶子的经验错误率,在满足替换标准时,使用叶子节点替换子树。
不妨用K表示训练数据集D中分类到某一个叶子节点的样本数,其中其中错误分类的个数为J,由于用估计该节点的样本错误率存在一定的样本误差,因此用表示修正后的样本错误率。那么,对于决策树的一个子树S而言,设其叶子数目为L(S),则子树S的错误分类数为:
设数据集的样本总数为Num,则标准错误可以表示为:
那么,用表示新叶子的错误分类数,则选择使用新叶子节点替换子树S的判据可以表示为:
二、KNN
最近邻域算法(k-nearest neighbor classification, KNN)[2]是一种用于分类和回归的非参数统计方法。KNN算法采用向量空间模型来分类,主要思路是相同类别的案例彼此之间的相似度高,从而可以借由计算未知样本与已知类别案例之间的相似度,来实现分类目标。KNN是一种基于局部近似和的实例的学习方法,是目前最简单的机器学习算法之一。
在分类问题中,KNN的输出是一个分类族群,它的对象的分类是由其邻居的“多数表决”确定的,k个最近邻居(k为正整数,通常较小)中最常见的分类决定了赋予该对象的类别。若k = 1,则该对象的类别直接由最近的一个节点赋予。在回归问题中,KNN的输出是其周围k个邻居的平均值。无论是分类还是回归,衡量邻居的权重都非常重要,目标是要使较近邻居的权重比较远邻居的权重大,例如,一种常见的加权方案是给每个邻居权重赋值为1/d,其中d是到邻居的距离。这也就自然地导致了KNN算法对于数据的局部结构过于敏感。
三、Naive Bayes
在机器学习的众多分类模型中,应用最为广泛的两种分类模型是决策树模型(Decision Tree Model)和朴素贝叶斯模型(Naive Bayesian Model,NBC)[3]。朴素贝叶斯模型发源于古典数学理论,有着坚实的数学基础,以及稳定的分类效率。同时,NBC模型所需估计的参数很少,对缺失数据不太敏感,算法也比较简单。
在假设各个属性相互独立的条件下,NBC模型的分类公式可以简单地表示为:
但是实际上问题模型的属性之间往往是非独立的,这给NBC模型的分类准确度带来了一定影响。在属性个数比较多或者属性之间相关性较大时,NBC模型的分类效率比不上决策树模型;而在属性相关性较小时,NBC模型的性能最为良好。
四、CART
CART算法(Classification And Regression Tree)[4]是一种二分递归的决策树,把当前样本划分为两个子样本,使得生成的每个非叶子结点都有两个分支,因此CART算法生成的决策树是结构简洁的二叉树。由于CART算法构成的是一个二叉树,它在每一步的决策时只能是“是”或者“否”,即使一个feature有多个取值,也是把数据分为两部分。在CART算法中主要分为两个步骤:将样本递归划分进行建树过程;用验证数据进行剪枝。
五、K-means
k-平均算法(k-means clustering)[5]是源于信号处理中的一种向量量化方法,现在则更多地作为一种聚类分析方法流行于数据挖掘领域。k-means的聚类目标是:把n个点(可以是样本的一次观察或一个实例)划分到k个聚类中,使得每个点都属于离他最近的均值(此即聚类中心)对应的聚类。
5.1 k-means的初始化方法
通常使用的初始化方法有Forgy和随机划分(Random Partition)方法。Forgy方法随机地从数据集中选择k个观测作为初始的均值点;而随机划分方法则随机地为每一观测指定聚类,然后执行“更新”步骤,即计算随机分配的各聚类的图心,作为初始的均值点。Forgy方法易于使得初始均值点散开,随机划分方法则把均值点都放到靠近数据集中心的地方;随机划分方法一般更适用于k-调和均值和模糊k-均值算法。对于期望-最大化(EM)算法和标准k-means算法,Forgy方法作为初始化方法的表现会更好一些。
5.2 k-means的标准算法
k-means的标准算法主要包括分配(Assignment)和更新(Update),在初始化得出k个均值点后,算法将会在这两个步骤中交替执行。
分配(Assignment):将每个观测分配到聚类中,使得组内平方和达到最小。
更新(Update):对于上一步得到的每一个聚类,以聚类中观测值的图心,作为新的均值点。
六、Apriori
Apriori算法[6]是一种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法,其核心是基于两阶段频集思想的递推算法。该关联规则在分类上属于单维、单层、布尔关联规则。Apriori采用自底向上的处理方法,每次只扩展一个对象加入候选集,并且使用数据集对候选集进行检验,当不再产生匹配条件的扩展对象时,算法终止。
Apriori的缺点在于生成候选集的过程中,算法总是尝试扫描整个数据集并尽可能多地添加扩展对象,导致计算效率较低;其本质上采用的是宽度优先的遍历方式,理论上需要遍历次才可以确定任意的最大子集S。
七、SVM
支持向量机(Support Vector Machine, SVM)[7]是在分类与回归分析中分析数据的监督式学习模型与相关的学习算法。给定一组训练实例,每个训练实例被标记为属于两个类别中的一个或另一个,SVM训练算法创建一个将新的实例分配给两个类别之一的模型,使其成为非概率二元线性分类器。SVM模型是将实例表示为空间中的点,这样映射就使得单独类别的实例被尽可能宽的明显的间隔分开。然后,将新的实例映射到同一空间,并基于它们落在间隔的哪一侧来预测所属类别。
除了进行线性分类之外,SVM还可以使用所谓的核技巧有效地进行非线性分类,将其输入隐式映射到高维特征空间中,即支持向量机在高维或无限维空间中构造超平面或超平面集合,用于分类、回归或其他任务。直观来说,分类边界距离最近的训练数据点越远越好,因为这样可以缩小分类器的泛化误差。
八、EM
最大期望算法(Expectation–Maximization Algorithm, EM)[7]是从概率模型中寻找参数最大似然估计的一种算法。其中概率模型依赖于无法观测的隐性变量。最大期望算法经常用在机器学习和计算机视觉的数据聚类(Data Clustering)领域。最大期望算法经过两个步骤交替进行计算,第一步是计算期望(E),利用对隐藏变量的现有估计值,计算其最大似然估计值;第二步是最大化(M),最大化在E步上求得的最大似然值来计算参数的值。M步上找到的参数估计值被用于下一个E步计算中,这个过程不断交替进行。
九、PageRank
PageRank算法设计初衷是根据网站的外部链接和内部链接的数量和质量对网站的价值进行衡量。PageRank将每个到网页的链接作为对该页面的一次投票,被链接的越多,就意味着被其他网站投票越多。
算法假设上网者将会不断点网页上的链接,当遇到了一个没有任何链接出页面的网页,这时候上网者会随机转到另外的网页开始浏览。设置在任意时刻,用户到达某页面后并继续向后浏览的概率,该数值是根据上网者使用浏览器书签的平均频率估算而得。PageRank值可以表示为:
其中,是被研究的页面集合,N表示页面总数,是链接入页面的集合,是从页面链接处的集合。
PageRank算法的主要缺点是的主要缺点是旧的页面等级会比新页面高。因为即使是非常好的新页面也不会有很多外链,除非它是某个站点的子站点。
十、AdaBoost
AdaBoost方法[10]是一种迭代算法,在每一轮中加入一个新的弱分类器,直到达到某个预定的足够小的错误率。每一个训练样本都被赋予一个权重,表明它被某个分类器选入训练集的概率。如果某个样本点已经被准确地分类,那么在构造下一个训练集中,它被选中的概率就被降低;相反,如果某个样本点没有被准确地分类,那么它的权重就得到提高。通过这样的方式,AdaBoost方法能“聚焦于”那些较难分的样本上。在具体实现上,最初令每个样本的权重都相等,对于第k次迭代操作,我们就根据这些权重来选取样本点,进而训练分类器Ck。然后就根据这个分类器,来提高被它分错的的样本的权重,并降低被正确分类的样本权重。然后,权重更新过的样本集被用于训练下一个分类器Ck[,并且如此迭代地进行下去。
AdaBoost方法的自适应在于:前一个分类器分错的样本会被用来训练下一个分类器。AdaBoost方法对于噪声数据和异常数据很敏感。但在一些问题中,AdaBoost方法相对于大多数其它学习算法而言,不会很容易出现过拟合现象。AdaBoost方法中使用的分类器可能很弱(比如出现很大错误率),但只要它的分类效果比随机好一点(比如两类问题分类错误率略小于0.5),就能够改善最终得到的模型。而错误率高于随机分类器的弱分类器也是有用的,因为在最终得到的多个分类器的线性组合中,可以给它们赋予负系数,同样也能提升分类效果。
引用
[1] Quinlan, J. R. C4.5: Programs for Machine Learning. Morgan Kaufmann Publishers, 1993.
[2] Altman, N. S. An introction to kernel and nearest-neighbor nonparametric regression. The American Statistician. 1992, 46 (3): 175–185. doi:10.1080/00031305.1992.10475879
[3] Webb, G. I.; Boughton, J.; Wang, Z. Not So Naive Bayes: Aggregating One-Dependence Estimators. Machine Learning (Springer). 2005, 58 (1): 5–24. doi:10.1007/s10994-005-4258-6
[4] decisiontrees.net Interactive Tutorial
[5] Hamerly, G. and Elkan, C. Alternatives to the k-means algorithm that find better clusterings (PDF). Proceedings of the eleventh international conference on Information and knowledge management (CIKM). 2002
[6] Rakesh Agrawal and Ramakrishnan Srikant. Fast algorithms for mining association rules in large databases. Proceedings of the 20th International Conference on Very Large Data Bases, VLDB, pages 487-499, Santiago, Chile, September 1994.
[7] Cortes, C.; Vapnik, V. Support-vector networks. Machine Learning. 1995, 20 (3): 273–297. doi:10.1007/BF00994018
[8] Arthur Dempster, Nan Laird, and Donald Rubin. "Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm". Journal of the Royal Statistical Society, Series B, 39 (1):1–38, 1977
[9] Susan Moskwa. PageRank Distribution Removed From WMT. [October 16, 2009]
[10] Freund, Yoav; Schapire, Robert E. A Decision-Theoretic Generalization of on-Line Learning and an Application to Boosting. 1995. CiteSeerX: 10.1.1.56.9855
B. 大数据挖掘方法有哪些
数据挖掘是指人们从事先不知道的大量不完整、杂乱、模糊和随机数据中提取潜在隐藏的有用信息和知识的过程。下面说下我们在挖掘大数据的时候,都会用到的几种方法:
方法1.(可视化分析)无论是日志数据分析专家还是普通用户,数据可视化都是数据分析工具的最基本要求。可视化可以直观地显示数据,让数据自己说话,让听众看到结果。
方法2.(数据挖掘算法)如果说可视化用于人们观看,那么数据挖掘就是给机器看的。集群、分割、孤立点分析和其他算法使我们能够深入挖掘数据并挖掘价值。这些算法不仅要处理大量数据,还必须尽量缩减处理大数据的速度。
方法3.(预测分析能力)数据挖掘使分析师可以更好地理解数据,而预测分析则使分析师可以根据可视化分析和数据挖掘的结果做出一些预测性判断。
方法4.(语义引擎)由于非结构化数据的多样性给数据分析带来了新挑战,因此需要一系列工具来解析,提取和分析数据。需要将语义引擎设计成从“文档”中智能地提取信息。
方法5.(数据质量和主数据管理)数据质量和数据管理是一些管理方面的最佳实践。通过标准化流程和工具处理数据可确保获得预定义的高质量分析结果。
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C. 数据挖掘的方法有哪些
数据挖掘的的方法主要有以下几点:
1.分类挖掘方法。分类挖掘方法主要利用决策树进行分类,是一种高效且在数据挖掘方法中占有重要地位的挖掘方法。为了对数据进行较为准确的测试并据此分类,我们采用决策树算法,而决策树中比较典型的几种方法为:ID3算法,此方法具有较强的实用性,适用于大规模数据处理;KNN算法,此方法算量较大,适用于分别类别的数据处理。
2..聚类分析挖掘方法。聚类分析挖掘方法主要应用于样品与指标分类研究领域,是一种典型的统计方法,广泛应用于商业领域。此聚类分析方法根据适用对象不同又可分为四种分析挖掘方法:基于网格的聚类分析方法、基于分层的聚类方法、基于密度的聚类挖掘方法和基于模型的聚类方法。
3.预测方法。预测方法主要用于对知识的预测以及对连续数值型数据的挖掘,传统的预测方法主要分为:时间序列方法、回归模型分析法、灰色系统模型分析。而现在预测方法主要采用神经网络与支持向量机算法,进行数据分析计算,同时可预测未来数据的走向趋势。
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D. 数据挖掘中的经典算法
大家都知道,数据挖掘中有很多的算法,不同的算法有着不同的优势,它们在数据挖掘领域都产生了极为深远的影响。那么大家知道不知知道数据挖掘中的经典算法都有哪些呢?在这篇文章中我们就给大家介绍数据挖掘中三个经典的算法,希望这篇文章能够更好的帮助大家。
1.K-Means算法
K-means algorithm算法是一个聚类算法,把n的对象根据他们的属性分为k个分割,k大于n。它与处理混合正态分布的最大期望算法很相似,因为他们都试图找到数据中自然聚类的中心。它假设对象属性来自于空间向量,并且目标是使各个群组内部的均方误差总和最小。这种算法在数据挖掘中是十分常见的算法。
2.支持向量机
而Support vector machines就是支持向量机,简称SV机(论文中一般简称SVM)。它是一种监督式学习的方法,这种方法广泛的应用于统计分类以及回归分析中。支持向量机将向量映射到一个更高维的空间里,在这个空间里建立有一个最大间隔超平面。在分开数据的超平面的两边建有两个互相平行的超平面。分隔超平面使两个平行超平面的距离最大化。假定平行超平面间的距离或差距越大,分类器的总误差越小。这些优点也就成就了这种算法。
3.C4.5算法
然后我们给大家说一下C4.5算法,C4.5算法是机器学习算法中的一种分类决策树算法,其核心算法是ID3算法. C4.5算法继承了ID3算法的优点,并对ID3算法进行了改进,这种改进具体体现在四个方面,第一就是在树构造过程中进行剪枝,第二就是能够完成对连续属性的离散化处理,第三就是用信息增益率来选择属性,克服了用信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不足,第四就是能够对不完整数据进行处理。那么这种算法的优点是什么呢?优点就是产生的分类规则易于理解,准确率较高。其缺点是:在构造树的过程中,需要对数据集进行多次的顺序扫描和排序,因而导致算法的低效。
相信大家看了这篇文章以后对The k-means algorithm算法、Support vector machines、C4.5算法有了比较是深刻的了解,其实这三种算法那都是十分重要的算法,能够帮助数据挖掘解决更多的问题。大家在学习数据挖掘的时候一定要注意好这些问题。
E. 常见的数据挖掘方法有哪些
数据挖掘的常用方法有:
神经网络方法
神经网络由于本身良好的鲁棒性、自组织自适应性、并行处理、分布存储和高度容错等特性非常适合解决数据挖掘的问题,因此近年来越来越受到人们的关注。
遗传算法
遗传算法是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法,是一种仿生全局优化方法。遗传算法具有的隐含并行性、易于和其它模型结合等性质使得它在数据挖掘中被加以应用。
决策树方法
决策树是一种常用于预测模型的算法,它通过将大量数据有目的分类,从中找到一些有价值的,潜在的信息。它的主要优点是描述简单,分类速度快,特别适合大规模的数据处理。
粗集方法
粗集理论是一种研究不精确、不确定知识的数学工具。粗集方法有几个优点:不需要给出额外信息;简化输入信息的表达空间;算法简单,易于操作。粗集处理的对象是类似二维关系表的信息表。
覆盖正例排斥反例方法
它是利用覆盖所有正例、排斥所有反例的思想来寻找规则。首先在正例集合中任选一个种子,到反例集合中逐个比较。与字段取值构成的选择子相容则舍去,相反则保留。按此思想循环所有正例种子,将得到正例的规则(选择子的合取式)。
统计分析方法
在数据库字段项之间存在两种关系:函数关系和相关关系,对它们的分析可采用统计学方法,即利用统计学原理对数据库中的信息进行分析。可进行常用统计、回归分析、相关分析、差异分析等。
模糊集方法
即利用模糊集合理论对实际问题进行模糊评判、模糊决策、模糊模式识别和模糊聚类分析。系统的复杂性越高,模糊性越强,一般模糊集合理论是用隶属度来刻画模糊事物的亦此亦彼性的。
F. 数据挖掘的常用方法有哪些
1、决策树法决策树在解决归类与预测上有着极强的能力,它以法则的方式表达,而这些法则则以一连串的问题表示出来,经由不断询问问题最终能导出所需的结果。典型的决策树顶端是一个树根,底部有许多的树叶,它将纪录分解成不同的子集,每个子集中的字段可能都包含一个简单的法则。此外,决策树可能有着不同的外型,例如二元树、三元树或混和的决策树型态。
2、神经网络法
神经网络法是模拟生物神经系统的结构和功能,是一种通过训练来学习的非线性预测模型,它将每一个连接看作一个处理单元,试图模拟人脑神经元的功能,可完成分类、聚类、特征挖掘等多种数据挖掘任务。神经网络的学习方法主要表现在权值的修改上。其优点是具有抗干扰、非线性学习、联想记忆功能,对复杂情况能得到精确的预测结果;缺点首先是不适合处理高维变量,不能观察中间的学习过程,具有“黑箱”性,输出结果也难以解释;其次是需较长的学习时间。神经网络法主要应用于数据挖掘的聚类技术中。
3、关联规则法
关联规则是描述数据库中数据项之间所存在的关系的规则,即根据一个事务中某些项的出现可导出另一些项在同一事务中也出现,即隐藏在数据间的关联或相互关系。在客户关系管理中,通过对企业的客户数据库里的大量数据进行挖掘,可以从大量的记录中发现有趣的关联关系,找出影响市场营销效果的关键因素,为产品定位、定价与定制客户群,客户寻求、细分与保持,市场营销与推销,营销风险评估和诈骗预测等决策支持提供参考依据。
4、遗传算法
遗传算法模拟了自然选择和遗传中发生的繁殖、交配和基因突变现象,是一种采用遗传结合、遗传交叉变异及自然选择等操作来生成实现规则的、基于进化理论的机器学习方法。它的基本观点是“适者生存”原理,具有隐含并行性、易于和其他模型结合等性质。主要的优点是可以处理许多数据类型,同时可以并行处理各种数据;缺点是需要的参数太多,编码困难,一般计算量比较大。遗传算法常用于优化神经元网络,能够解决其他技术难以解决的问题。
5、聚类分析法
聚类分析是把一组数据按照相似性和差异性分为几个类别,其目的是使得属于同一类别的数据间的相似性尽可能大,不同类别中的数据间的相似性尽可能小。根据定义可以把其分为四类:基于层次的聚类方法;分区聚类算法;基于密度的聚类算法;网格的聚类算法。常用的经典聚类方法有K-mean,K-medoids,ISODATA等。
6、模糊集法
模糊集法是利用模糊集合理论对问题进行模糊评判、模糊决策、模糊模式识别和模糊聚类分析。模糊集合理论是用隶属度来描述模糊事物的属性。系统的复杂性越高,模糊性就越强。
7、web页挖掘
通过对Web的挖掘,可以利用Web的海量数据进行分析,收集政治、经济、政策、科技、金融、各种市场、竞争对手、供求信息、客户等有关的信息,集中精力分析和处理那些对企业有重大或潜在重大影响的外部环境信息和内部经营信息,并根据分析结果找出企业管理过程中出现的各种问题和可能引起危机的先兆,对这些信息进行分析和处理,以便识别、分析、评价和管理危机。
8、逻辑回归分析
反映的是事务数据库中属性值在时间上的特征,产生一个将数据项映射到一个实值预测变量的函数,发现变量或属性间的依赖关系,其主要研究问题包括数据序列的趋势特征、数据序列的预测以及数据间的相关关系等。
9、粗糙集法
是一种新的处理含糊、不精确、不完备问题的数学工具,可以处理数据约简、数据相关性发现、数据意义的评估等问题。其优点是算法简单,在其处理过程中可以不需要关于数据的先验知识,可以自动找出问题的内在规律;缺点是难以直接处理连续的属性,须先进行属性的离散化。因此,连续属性的离散化问题是制约粗糙集理论实用化的难点。
10、连接分析
它是以关系为主体,由人与人、物与物或是人与物的关系发展出相当多的应用。例如电信服务业可藉连结分析收集到顾客使用电话的时间与频率,进而推断顾客使用偏好为何,提出有利于公司的方案。除了电信业之外,愈来愈多的营销业者亦利用连结分析做有利于企业的研究。
G. 带你了解数据挖掘中的经典算法
数据挖掘的算法有很多,而不同的算法有着不同的优点,同时也发挥着不同的作用。可以这么说,算法在数据挖掘中做出了极大的贡献,如果我们要了解数据挖掘的话就不得不了解这些算法,下面我们就继续给大家介绍一下有关数据挖掘的算法知识。
1.The Apriori algorithm,
Apriori算法是一种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法。其核心是基于两阶段频集思想的递推算法。该关联规则在分类上属于单维、单层、布尔关联规则。在这里,所有支持度大于最小支持度的项集称为频繁项集,简称频集。这个算法是比较复杂的,但也是十分实用的。
2.最大期望算法
在统计计算中,最大期望算法是在概率模型中寻找参数最大似然估计的算法,其中概率模型依赖于无法观测的隐藏变量。最大期望经常用在机器学习和计算机视觉的数据集聚领域。而最大期望算法在数据挖掘以及统计中都是十分常见的。
3.PageRank算法
PageRank是Google算法的重要内容。PageRank里的page不是指网页,而是创始人的名字,即这个等级方法是以佩奇来命名的。PageRank根据网站的外部链接和内部链接的数量和质量俩衡量网站的价值。PageRank背后的概念是,每个到页面的链接都是对该页面的一次投票,被链接的越多,就意味着被其他网站投票越多。这个就是所谓的“链接流行度”,这个标准就是衡量多少人愿意将他们的网站和你的网站挂钩。PageRank这个概念引自学术中一篇论文的被引述的频度——即被别人引述的次数越多,一般判断这篇论文的权威性就越高。
3.AdaBoost算法
Adaboost是一种迭代算法,其核心思想是针对同一个训练集训练不同的分类器,然后把这些弱分类器集合起来,构成一个更强的最终分类器。其算法本身是通过改变数据分布来实现的,它根据每次训练集之中每个样本的分类是否正确,以及上次的总体分类的准确率,来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练,最后将每次训练得到的分类器最后融合起来,作为最后的决策分类器。这种算法给数据挖掘工作解决了不少的问题。
数据挖掘算法有很多,这篇文章中我们给大家介绍的算法都是十分经典的算法,相信大家一定可以从中得到有价值的信息。需要告诉大家的是,我们在进行数据挖掘工作之前一定要事先掌握好数据挖掘需呀掌握的各类算法,这样我们才能在工总中得心应手,如果基础不牢固,那么我们迟早是会被淘汰的。职场如战场,我们一定要全力以赴。
H. 大数据挖掘的算法有哪些
大数据挖掘的算法:
1.朴素贝叶斯,超级简单,就像做一些数数的工作。如果条件独立假设成立的话,NB将比鉴别模型收敛的更快,所以你只需要少量的训练数据。即使条件独立假设不成立,NB在实际中仍然表现出惊人的好。
2. Logistic回归,LR有很多方法来对模型正则化。比起NB的条件独立性假设,LR不需要考虑样本是否是相关的。与决策树与支持向量机不同,NB有很好的概率解释,且很容易利用新的训练数据来更新模型。如果你想要一些概率信息或者希望将来有更多数据时能方便的更新改进模型,LR是值得使用的。
3.决策树,DT容易理解与解释。DT是非参数的,所以你不需要担心野点(或离群点)和数据是否线性可分的问题,DT的主要缺点是容易过拟合,这也正是随机森林等集成学习算法被提出来的原因。
4.支持向量机,很高的分类正确率,对过拟合有很好的理论保证,选取合适的核函数,面对特征线性不可分的问题也可以表现得很好。SVM在维数通常很高的文本分类中非常的流行。
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I. 数据挖掘干货总结(四)--聚类算法
本文共计2680字,预计阅读时长七分钟
聚类算法
一 、 本质
将数据划分到不同的类里,使相似的数据在同一类里,不相似的数据在不同类里
二 、 分类算法用来解决什么问题
文本聚类、图像聚类和商品聚类,便于发现规律,以解决数据稀疏问题
三 、 聚类算法基础知识
1. 层次聚类 vs 非层次聚类
– 不同类之间有无包含关系
2. 硬聚类 vs 软聚类
– 硬聚类:每个对象只属于一个类
– 软聚类:每个对象以某个概率属于每个类
3. 用向量表示对象
– 每个对象用一个向量表示,可以视为高维空间的一个点
– 所有对象形成数据空间(矩阵)
– 相似度计算:Cosine、点积、质心距离
4. 用矩阵列出对象之间的距离、相似度
5. 用字典保存上述矩阵(节省空间)
D={(1,1):0,(1,2):2,(1,3):6...(5,5):0}
6. 评价方法
– 内部评价法(Internal Evalution):
• 没有外部标准,非监督式
• 同类是否相似,跨类是否相异
DB值越小聚类效果越好,反之,越不好
– 外部评价法(External Evalution):
• 准确度(accuracy): (C11+C22) / (C11 + C12 + C21 + C22)
• 精度(Precision): C11 / (C11 + C21 )
• 召回(Recall): C11 / (C11 + C12 )
• F值(F-measure):
β表示对精度P的重视程度,越大越重视,默认设置为1,即变成了F值,F较高时则能说明聚类效果较好。
四 、 有哪些聚类算法
主要分为 层次化聚类算法 , 划分式聚类算法 , 基于密度的聚类算法 , 基于网格的聚类算法 , 基于模型的聚类算法等 。
4.1 层次化聚类算法
又称树聚类算法,透过一种层次架构方式,反复将数据进行分裂或聚合。典型的有BIRCH算法,CURE算法,CHAMELEON算法,Sequence data rough clustering算法,Between groups average算法,Furthest neighbor算法,Neares neighbor算法等。
凝聚型层次聚类 :
先将每个对象作为一个簇,然后合并这些原子簇为越来越大的簇,直到所有对象都在一个簇中,或者某个终结条件被满足。
算法流程:
1. 将每个对象看作一类,计算两两之间的最小距离;
2. 将距离最小的两个类合并成一个新类;
3. 重新计算新类与所有类之间的距离;
4. 重复2、3,直到所有类最后合并成一类。
特点:
1. 算法简单
2. 层次用于概念聚类(生成概念、文档层次树)
3. 聚类对象的两种表示法都适用
4. 处理大小不同的簇
5. 簇选取步骤在树状图生成之后
4.2 划分式聚类算法
预先指定聚类数目或聚类中心,反复迭代逐步降低目标函数误差值直至收敛,得到最终结果。K-means,K-modes-Huang,K-means-CP,MDS_CLUSTER, Feature weighted fuzzy clustering,CLARANS等
经典K-means:
算法流程:
1. 随机地选择k个对象,每个对象初始地代表了一个簇的中心;
2. 对剩余的每个对象,根据其与各簇中心的距离,将它赋给最近的簇;
3. 重新计算每个簇的平均值,更新为新的簇中心;
4. 不断重复2、3,直到准则函数收敛。
特点:
1.K的选择
2.中心点的选择
– 随机
– 多轮随机:选择最小的WCSS
3.优点
– 算法简单、有效
– 时间复杂度:O(nkt)
4.缺点
– 不适于处理球面数据
– 密度、大小不同的聚类,受K的限制,难于发现自然的聚类
4.3 基于模型的聚类算法
为每簇假定了一个模型,寻找数据对给定模型的最佳拟合,同一”类“的数据属于同一种概率分布,即假设数据是根据潜在的概率分布生成的。主要有基于统计学模型的方法和基于神经网络模型的方法,尤其以基于概率模型的方法居多。一个基于模型的算法可能通过构建反应数据点空间分布的密度函数来定位聚类。基于模型的聚类试图优化给定的数据和某些数据模型之间的适应性。
SOM 神经网络算法 :
该算法假设在输入对象中存在一些拓扑结构或顺序,可以实现从输入空间(n维)到输出平面(2维)的降维映射,其映射具有拓扑特征保持性质,与实际的大脑处理有很强的理论联系。
SOM网络包含输入层和输出层。输入层对应一个高维的输入向量,输出层由一系列组织在2维网格上的有序节点构成,输入节点与输出节点通过权重向量连接。学习过程中,找到与之距离最短的输出层单元,即获胜单元,对其更新。同时,将邻近区域的权值更新,使输出节点保持输入向量的拓扑特征。
算法流程:
1. 网络初始化,对输出层每个节点权重赋初值;
2. 将输入样本中随机选取输入向量,找到与输入向量距离最小的权重向量;
3. 定义获胜单元,在获胜单元的邻近区域调整权重使其向输入向量靠拢;
4. 提供新样本、进行训练;
5. 收缩邻域半径、减小学习率、重复,直到小于允许值,输出聚类结果。
4.4 基于密度聚类算法
只要邻近区域的密度(对象或数据点的数目)超过某个阈值,就继续聚类,擅于解决不规则形状的聚类问题,广泛应用于空间信息处理,SGC,GCHL,DBSCAN算法、OPTICS算法、DENCLUE算法。
DBSCAN:
对于集中区域效果较好,为了发现任意形状的簇,这类方法将簇看做是数据空间中被低密度区域分割开的稠密对象区域;一种基于高密度连通区域的基于密度的聚类方法,该算法将具有足够高密度的区域划分为簇,并在具有噪声的空间数据中发现任意形状的簇。
4.5 基于网格的聚类算法
基于网格的方法把对象空间量化为有限数目的单元,形成一个网格结构。所有的聚类操作都在这个网格结构(即量化空间)上进行。这种方法的主要优点是它的处理 速度很快,其处理速度独立于数据对象的数目,只与量化空间中每一维的单元数目有关。但这种算法效率的提高是以聚类结果的精确性为代价的。经常与基于密度的算法结合使用。代表算法有STING算法、CLIQUE算法、WAVE-CLUSTER算法等。