十大機(jī)器學(xué)習(xí)算法的優(yōu)缺點(diǎn)

C4.5算法

C4.5算法的核心思想是ID3算法商源,是ID3算法的改進(jìn):

信息增益率來選擇屬性疗我,克服了用信息增益來選擇屬性時(shí)變相選擇取值多的屬性的不足垮庐;

在樹的構(gòu)造過程中進(jìn)行剪枝银觅;

能處理非離散化數(shù)據(jù);

能處理不完整數(shù)據(jù)践宴。

優(yōu)點(diǎn):

產(chǎn)生的分類規(guī)則易于理解觉义,準(zhǔn)確率高。

缺點(diǎn):

在構(gòu)造過程中浴井,需要對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行多次的順序掃描和排序晒骇,因而導(dǎo)致算法的低效;

C4.5算法只適合于能夠駐留內(nèi)存的數(shù)據(jù)集磺浙,當(dāng)訓(xùn)練集大得無法在內(nèi)存容納時(shí)洪囤,程序無法運(yùn)行。

K-means算法

簡(jiǎn)單的聚類撕氧,吧n個(gè)對(duì)象根據(jù)他們的屬性分為k個(gè)類瘤缩,k

算法的核心是要優(yōu)化失真函數(shù)J,使其收斂到局部最小值而不是全局最小值:

J=∑n=1N∑k=1Krnk||xn?uk||2,J=∑n=1N∑k=1Krnk||xn?uk||2,

rnkrnk表示n數(shù)據(jù)第k個(gè)類伦泥,ukuk是第k個(gè)類中心值剥啤。

然后求出最優(yōu)的ukuk:

uk=∑rnkxn∑nrnkuk=∑rnkxn∑nrnk

優(yōu)點(diǎn):

算法速度快。

缺點(diǎn):

分組的數(shù)目k是一個(gè)輸入?yún)?shù)不脯,不適合的k可能返回較差的結(jié)果府怯。

樸素貝葉斯算法

樸素貝葉斯法是基于貝葉斯定理特征條件獨(dú)立假設(shè)的分類方法。

算法的基礎(chǔ)是概率問題,分類原理是通過某對(duì)象的先驗(yàn)概率,利用貝葉斯公式計(jì)算出其后驗(yàn)概率,即該對(duì)象屬于某一類的概率,選擇具有最大后驗(yàn)概率的類作為該對(duì)象所屬的類防楷。

樸素貝葉斯假設(shè)是約束性很強(qiáng)的假設(shè),假設(shè)特征條件獨(dú)立,但樸素貝葉斯算法簡(jiǎn)單,快速, 具有較小的出錯(cuò)率牺丙。

在樸素貝葉斯的應(yīng)用中,主要研究了電子郵件過濾以及文本分類研究。

K最近鄰算法

缺點(diǎn):

K值需要預(yù)先設(shè)定复局,而不能自適應(yīng)

當(dāng)樣本不平衡時(shí)冲簿,如一個(gè)類的樣本容量很大,二其他類樣本容量很小亿昏,有可能導(dǎo)致當(dāng)輸入一個(gè)新樣本時(shí)峦剔,該樣本的K個(gè)鄰居中大容量類的樣本占多數(shù)。

該算法適用于對(duì)樣本容量比較大的類域進(jìn)行自動(dòng)分類角钩。

EM最大期望算法

EM算法是基于模型的聚類算法吝沫,是在概率模型中尋找參數(shù)最大思然估計(jì)的算法,其中概率模型依賴于無法觀測(cè)的隱藏變量彤断。

E步估計(jì)隱含變量野舶,M步估計(jì)其他參數(shù)易迹,交替將極值推向最大宰衙。

EM算法比K-means算法計(jì)算復(fù)雜,收斂較慢睹欲,不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)集和高維數(shù)據(jù)供炼,但比K-means算法計(jì)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定一屋、準(zhǔn)確。

EM算法經(jīng)常用在機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺的數(shù)據(jù)集聚(data clustering)領(lǐng)域袋哼。

PageRank算法

Google的頁(yè)面排序算法冀墨。

基于從許多優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)頁(yè)鏈接過來的 網(wǎng)頁(yè),必定還是優(yōu)質(zhì)網(wǎng)頁(yè)的回歸關(guān)系,來判定所有網(wǎng)頁(yè)的重要性。

一個(gè)人有越多牛逼的朋友涛贯,他牛逼的概率就越大诽嘉。

優(yōu)點(diǎn):

完全獨(dú)立于查詢,只依賴于網(wǎng)頁(yè)鏈接結(jié)構(gòu)弟翘,可以離線計(jì)算虫腋。

缺點(diǎn):

PageRank算法忽略了網(wǎng)頁(yè)搜索的時(shí)效性;

舊網(wǎng)頁(yè)排序很高稀余,存在時(shí)間長(zhǎng)悦冀,積累了大量的in-links,擁有最新資訊的網(wǎng)頁(yè)排名卻很低睛琳,因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有in-links盒蟆。

AdaBoost

Adaboost是一種迭代算法,其核心思想是針對(duì)同一個(gè)訓(xùn)練集訓(xùn)練不同的分類器(弱分類器)师骗,然后把這些弱分類器集合起來历等,構(gòu)成一個(gè)更強(qiáng)的最終分類器(強(qiáng)分類器)。

算法本事該百諾數(shù)據(jù)分布來實(shí)現(xiàn)的辟癌,它根據(jù)每次訓(xùn)練集中每一個(gè)樣本的分類是否正確募闲,以及上一次的總體分類準(zhǔn)確率,來確定沒個(gè)樣本的權(quán)值愿待。

將修改過權(quán)值的新數(shù)據(jù)集送給下層分類器進(jìn)行訓(xùn)練浩螺,最后將每次訓(xùn)練得到的分類器最后融合起來,作為最后的決策分類器仍侥。

算法流程:

先通過對(duì)N個(gè)訓(xùn)練樣本的學(xué)習(xí)得到第一個(gè)弱分類器要出;

將分錯(cuò)的樣本和其他的新數(shù)據(jù)一起構(gòu)成一個(gè)新的N個(gè)訓(xùn)練樣本,通過學(xué)習(xí)得到第二個(gè)弱分類器农渊;

講前面都分錯(cuò)的樣本加上新的樣本構(gòu)成另一個(gè)新的N個(gè)訓(xùn)練樣本集患蹂,通過學(xué)習(xí)得到第三個(gè)弱分類器;

如此反復(fù)砸紊,最終得到經(jīng)過提升的強(qiáng)分類器传于。

目前 AdaBoost 算法廣泛的應(yīng)用于人臉檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域醉顽。

Apriori算法

Apriori算法是一種挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法沼溜,用于挖掘其內(nèi)涵的、未知的卻又實(shí)際存在的數(shù)據(jù)關(guān)系游添,其核心是基于兩階段頻集思想的遞推算法系草。

Apriori算法的兩個(gè)階段:

尋找頻繁項(xiàng)集通熄;

有頻繁項(xiàng)集找關(guān)聯(lián)規(guī)則。

算法缺點(diǎn):

在每一步產(chǎn)生侯選項(xiàng)目集時(shí)循環(huán)產(chǎn)生的組合過多,沒有排除 不應(yīng)該參與組合的元素;

每次計(jì)算項(xiàng)集的支持度時(shí),都對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的全部記錄進(jìn)行了一遍掃描比較,需要很大的I/O 負(fù)載找都。

SVM支持向量機(jī)

支持向量機(jī)是一種基于分類邊界的方法唇辨。

基本原理:

如果訓(xùn)練數(shù)據(jù)分布在二維平面上的點(diǎn),它們按照其分類 聚集在不同的區(qū)域。

基于分類邊界的分類算法的目標(biāo)是能耻,通過訓(xùn)練赏枚,找到這些分類之間的邊界。

對(duì)于多維數(shù)據(jù)(N維)晓猛,可以將他們視為N維空間中的點(diǎn)嗡贺,而分類邊界就是N維空間中的面,稱為超面鞍帝。

線性分類器使用超平面類型的邊界诫睬,非線性分類器使用超曲面。

支持向量機(jī)的原理是將低維空間的點(diǎn)映射到高維空間,使它們成為線性可分,再使用線性劃分的原理來判斷分類邊界帕涌。在高維空間中是一種線性劃分,而在原有的數(shù)據(jù)空間中,是一種非線性劃分摄凡。

CART樹

決策樹的分類方法,基于最小距離的基尼指數(shù)估計(jì)函數(shù)蚓曼,用來決定由該子數(shù)據(jù)集生成的決策樹的拓展形亲澡。

如果目標(biāo)變量是標(biāo)稱的,稱為分類樹纫版;如果目標(biāo)變量是連續(xù)的床绪,稱為回歸樹。

優(yōu)點(diǎn):

非常靈活其弊,可以允許有部分錯(cuò)分成本癞己,還可指定先驗(yàn)概率分布,可使用自動(dòng)的成本復(fù)雜性剪枝來得到歸納性更強(qiáng)的樹梭伐。

面對(duì)存在缺失值痹雅、變量數(shù)多等問題時(shí),CART數(shù)顯得非常穩(wěn)健糊识。

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