常用的boosting算法

发布时间 2023-06-01 16:09:11作者: wangssd

boosting算法有许多种具体算法,包括但不限于ada boosting \ GBDT \ XGBoost 。

ada boosting

原始数据集 》 某种算法拟合,会 产生错误 》 根据上个模型预测结果,更新样本点权重(预测错误的结果权重增大) 》 再次使用模型进行预测 》重复上述过程,继续重点训练错误的预测样本点。

ada boosting需指定Base Estimator

from sklearn.ensemble import AdaBoostClassifier
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
​
ada_clf = AdaBoostClassifier(DecisionTreeClassifier(max_depth=2), n_estimators=500)
ada_clf.fit(X_train, y_train)
​
ada_clf.score(X_test, y_test)

 

Gradient Boosting

Gradient Boosting 又称为 GBDT (gradient boosting decision tree )

Gradient Boosting是基于决策树的,不用指定Base Estimator

from sklearn.ensemble import GradientBoostingClassifier
​
gb_clf = GradientBoostingClassifier(max_depth=2, n_estimators=30)
gb_clf.fit(X_train, y_train)
gb_clf.score(X_test, y_test)

 

Xgboost

Xgboost是在GBDT的基础上进行改进,使之更强大,适用于更大范围。用来确定特征的重要程度。

Xgboost是一种提升树模型,所以它是将许多树模型集成在一起,形成一个很强的分类器。而所用到的树模型则是CART回归树模型。

 

Xgboost一般和sklearn一起使用,但是由于sklearn中没有集成Xgboost,所以才需要单独下载安装。

Xgboost是以“正则化提升(regularized boosting)” 技术而闻名。Xgboost在代价函数里加入了正则项,用于控制模型的复杂度。正则项里包含了树的叶子节点个数,每个叶子节点上输出的score的L2模的平方和。从Bias-variance tradeoff角度来讲,正则项降低了模型的variance,使学习出来的模型更加简单,防止过拟合,这也是Xgboost优于传统GBDT的一个特征。

 

Xgboost工具支持并行。众所周知,Boosting算法是顺序处理的,也是说Boosting不是一种串行的结构吗?怎么并行的?注意Xgboost的并行不是tree粒度的并行。Xgboost也是一次迭代完才能进行下一次迭代的(第t次迭代的代价函数里包含)。Xgboost的并行式在特征粒度上的,也就是说每一颗树的构造都依赖于前一颗树。

决策树的学习最耗时的一个步骤就是对特征的值进行排序(因为要确定最佳分割点),Xgboost在训练之前,预先对数据进行了排序,然后保存为block结构,后面的迭代中重复使用这个结构,大大减小计算量。这个block结构也使得并行成为了可能,在进行节点的分类时,需要计算每个特征的增益,大大减少计算量。这个block结构也使得并行成为了可能,在进行节点的分裂的时候,需要计算每个特征的增益,最终选增益最大的那个特征去做分裂,那么各个特征的增益计算就可以开多线程进行。

Gradient Boosting是基于决策树的,不用指定Base Estimator