Sklearn.ensemble.GradientBoosting

严书
2023-12-01
  • 在sacikit-learn中,GradientBoostingClassifier为GBDT的分类类, 而GradientBoostingRegressor为GBDT的回归类。
  • 两者的参数类型完全相同。

GBDT类库boosting框架参数

  1. n_estimators: 弱学习器的最大迭代次数,或最大的弱学习器个数。一般来说n_estimators太小,容易欠拟合,n_estimators太大,又容易过拟合,一般选择一个适中的数值,默认是100。
  2. learning_rate: 即每个弱学习器的权重缩减系数,正则化项 v v v。对于同样的训练集拟合效果,较小的 v v v意味着需要更多的弱学习器的迭代次数。默认是1。
  3. subsample: 即子采样,取值为(0,1]。不放回抽样,如果取值为1,则全部样本都使用,等于没有使用子采样。如果取值小于1,则只有一部分样本会去做GBDT的决策树拟合。选择小于1的比例可以减少方差,即防止过拟合,但是会增加样本拟合的偏差,因此取值不能太低,推荐在[0.5, 0.8]之间,默认是1.0。
  4. init: 即初始化时候的弱学习器 f 0 ( x ) f_0(x) f0(x)。如果不输入,则用训练集样本来做初始化分类回归预测,否则用init参数提供的学习器做初始化分类回归预测。一般用在对数据有先验知识,或者之前做过一些拟合的时候,如果没有就不用管这个参数了。
  5. loss: 即GBDT算法中的损失函数。分类模型和回归模型的损失函数是不一样的。
    • 对于分类模型,有对数似然损失函数"deviance"和指数损失函数"exponential"两者输入选择。默认是对数似然损失函数"deviance"。一般来说,推荐使用默认的"deviance",指数损失函数等于回到了Adaboost算法。
    • 对于回归模型,有均方差"ls", 绝对损失"lad", Huber损失"huber"和分位数损失“quantile”。默认是均方差"ls"。一般来说,如果数据的噪音点不多,用默认的均方差"ls"比较好。如果是噪音点较多,则推荐用抗噪音的损失函数"huber"。而如果需要对训练集进行分段预测,则采用“quantile”。
  6. alpha:这个参数只有GradientBoostingRegressor有,当我们使用Huber损失"huber"和分位数损失“quantile”时,需要指定分位数的值。默认是0.9,如果噪音点较多,可以适当降低这个分位数的值。

GBDT类库弱学习器参数

由于GBDT使用了CART回归决策树,因此它的参数基本来源于决策树类,和DecisionTree类库参数小结相似。

  1. 划分时考虑的最大特征数max_features: 默认是"None",意味着划分时考虑所有的特征数;如果是"log2"意味着划分时最多考虑 l o g 2 N log_2N log2N个特征;如果是"sqrt"或者"auto"意味着划分时最多考虑 N \sqrt{N} N 个特征。如果是整数,代表考虑的特征绝对数。如果是浮点数,代表考虑特征百分比,即考虑(百分比 x N)取整后的特征数。其中N为样本总特征数。一般来说,如果样本特征数不多,比如小于50,用默认的"None"就可以了,如果特征数非常多,可以灵活划分考虑的最大特征数,以控制决策树的生成时间。
  2. 决策树最大深max_depth: 默认可以不输入=,决策树在建立子树时不会限制子树的深度。一般来说,数据少或者特征少的时候可以不管这个值。如果模型样本量多,特征也多的情况下,推荐限制这个最大深度,具体的取值取决于数据的分布。常用的可以取值10-100之间。
  3. 内部节点再划分所需最小样本数min_samples_split: 这个值限制了子树继续划分的条件,如果某节点的样本数少于min_samples_split,则不会继续再尝试选择最优特征来进行划分。 默认是2,如果样本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则推荐增大这个值。
  4. 叶子节点最少样本数min_samples_leaf: 这个值限制了叶子节点最少的样本数,如果某叶子节点数目小于样本数,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是1,可以输入最少的样本数的整数,或者最少样本数占样本总数的百分比。如果样本量不大,不需要管这个值。如果样本量数量级非常大,则推荐增大这个值。
  5. 叶子节点最小的样本权重和min_weight_fraction_leaf:这个值限制了叶子节点所有样本权重和的最小值,如果小于这个值,则会和兄弟节点一起被剪枝。 默认是0,就是不考虑权重问题。一般来说,如果有较多样本有缺失值,或者分类树样本的分布类别偏差很大,就会引入样本权重,这时就要注意这个值了。
  6. 最大叶子节点数max_leaf_nodes: 通过限制最大叶子节点数,可以防止过拟合,默认是"None”,即不限制最大的叶子节点数。如果加了限制,算法会建立在最大叶子节点数内最优的决策树。如果特征不多,可以不考虑这个值,但是如果特征分成多的话,可以加以限制,具体的值可以通过交叉验证得到。
  7. 节点划分最小不纯度min_impurity_split: 这个值限制了决策树的增长,如果某节点的不纯度(基于基尼系数,均方差)小于这个阈值,则该节点不再生成子节点,即成为叶子节点 。一般不推荐改动,默认值1e-7。
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