数据挖掘领域十大经典算法

国际权威的学术组织the IEEE International Conference on Data Mining (ICDM) 早前评选出了数据挖掘领域的十大经典算法:C4.5, k-Means, SVM, Apriori, EM, PageRank, AdaBoost, kNN, Naive Bayes, and CART.

不仅仅是选中的十大算法,其实参加评选的18种算法,实际上随便拿出一种来都可以称得上是经典算法,它们在数据挖掘领域都产生了极为深远的影响。

1.C4.5

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,并在以下几方面对ID3算法进行了改进:

1) 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;

2) 在树构造过程中进行剪枝;

3) 能够完成对连续属性的离散化处理;

4) 能够对不完整数据进行处理。

C4.5算法有如下优点: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。

2. The k-means algorithm 即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 < 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。

3. Support vector machines

支持向量机,英文为Support Vector Machine,简称SV机(论文中一般简称SVM)。它是一种監督式學習的方法,它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。一个极好的指南是C.J.C Burges的《模式识别支持向量机指南》。van der Walt 和 Barnard 将支持向量机和其他分类器进行了比较。

4. 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。

5. 最大期望(EM)算法

在统计计算中,最大期望(EM,Expectation–Maximization)算法是在概率(probabilistic)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(Latent Variabl)。最大期望经常用在机器学习和计算机视觉的数据集聚(Data Clustering)领域。

6. PageRank

PageRank是Google算法的重要内容。2001年9月被授予美国专利,专利人是Google创始人之一拉里·佩奇(Larry Page)。因此,PageRank里的page不是指网页,而是指佩奇,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”——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。

7. AdaBoost

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(弱分类器),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 (强分类器)。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。

8. kNN: k-nearest neighbor classification

K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)分类算法,是一个理论上比较成熟的方法,也是最简单的机器学习算法之一。该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。

9. Naive Bayes

在众多的分类模型中,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)。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。理论上,NBC模型与其他分类方法相比具有最小的误差率。但是实际上并非总是如此,这是因为NBC模型假设属性之间相互独立,这个假设在实际应用中往往是不成立的,这给NBC模型的正确分类带来了一定影响。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。

10. CART: 分类与回归树

CART, Classification and Regression Trees。 在分类树下面有两个关键的思想。第一个是关于递归地划分自变量空间的想法;第二个想法是用验证数据进行剪枝。

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本文作者:莫等闲

来源:51CTO

时间: 2024-09-03 15:39:22

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数据挖掘十大经典算法(详解)

数据挖掘十大经典算法  一. C4.5  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,并在以下几方面对ID3算法进行了改进:  1) 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:  2) 在树构造过程中进行剪枝:  3) 能够完成对连续属性的离散化处理:  4) 能够对不完整数据进行处理.  C4.5算法有如下优点: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

数据挖掘十大经典算法

国际权威的学术组织the IEEE International Conference on Data Mining (ICDM) 2006年12月评选出了数据挖掘领域的十大经典算法:C4.5, k-Means, SVM, Apriori, EM, PageRank, AdaBoost, kNN, Naive Bayes, and CART.  不仅仅是选中的十大算法,其实参加评选的18种算法,实际上随便拿出一种来都可以称得上是经典算法,它们在数据挖掘领域都产生了极为深远的影响. 1.C4.5 

数据挖掘十大经典算法——kNN

数据挖掘十大经典算法(8) kNN 1.K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)分类算法,是一个理论上比较成熟的方法,也是最简单的机器学习算法之一.该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空 间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别. 2.KNN算法中,所选择的邻居都是已经正确分类的对象.该方法在定类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类别来决定待分样本所属的类别. KNN方法虽然从原理上也依赖于极限定理,但在类别决策时,只与极少量

数据挖掘十大经典算法——PageRank

数据挖掘十大经典算法(6) PageRank PageRank,网页排名,又称网页级别.Google左侧排名或佩奇排名,是一种由搜索引擎根据网页之间相互的超链接计算的技术,而作为网页排名的要素之一,以Google公司创办人拉里•佩奇(Larry Page)之姓来命名.Google用它来体现网页的相关性和重要性,在搜索引擎优化操作中是经常被用来评估网页优化的成效因素之一.Google的创始人拉里•佩奇和谢尔盖•布林于1998年在斯坦福大学发明了这项技术. PageRank通过网络浩瀚的超链接关系来

数据挖掘十大经典算法——CART

数据挖掘十大经典算法(10) CART 分类回归树(CART,Classification And Regression Tree)也属于一种决策树, 分类回归树是一棵二叉树,且每个非叶子节点都有两个孩子,所以对于第一棵子树其叶子节点数比非叶子节点数多1. 决策树生长的核心是确定决策树的分枝准则. 1. 如何从众多的属性变量中选择一个当前的最佳分支变量: 也就是选择能使异质性下降最快的变量. 异质性的度量:GINI.TWOING.least squared deviation. 前两种主要针对分

数据挖掘十大经典算法——Apriori

数据挖掘十大经典算法(4)Apriori Apriori算法是种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法.它的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),也常称为最大项目集. 在Apriori算法中,寻找最大项目集(频繁项集)的基本思想是:算法需要对数据集进行多步处理.第一步,简单统计所有含一个元素项目集出现的频数,并找出那些不小于最小支持度的项目集,即一维最大项目集.从第二步开始循环处理直到

数据挖掘十大经典算法——k-means

二.数据挖掘十大经典算法(2) k-means 术语"k-means"最早是由James MacQueen在1967年提出的,这一观点可以追溯到1957年 Hugo Steinhaus所提出的想法.1957年,斯图亚特•劳埃德最先提出这一标准算法,当初是作为一门应用于脉码调制的技术,直到1982年,这一算法才在贝尔实验室被正式提出.1965年, E.W.Forgy发表了一个本质上是相同的方法,1975年和1979年,Hartigan和Wong分别提出了一个更高效的版本. 算法描述 输入

数据挖掘十大经典算法——AdaBoost

数据挖掘十大经典算法(7) AdaBoost AdaBoost,是英文"Adaptive Boosting"(自适应增强)的缩写,是一种机器学习方法,由Yoav Freund和Robert Schapire提出.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

数据挖掘十大经典算法——Naive Baye

数据挖掘十大经典算法(9) Naive Baye 简介 贝叶斯分类的基础是概率推理,就是在各种条件的存在不确定,仅知其出现概率的情况下,如何完成推理和决策任务.概率推理是与确定性推理相对应的.而朴素贝叶斯分类器是基于独立假设的,即假设样本每个特征与其他特征都不相关.举个例子,如果一种水果其具有红,圆,直径大概4英寸等特征,该水果可以被判定为是苹果. 尽管这些特征相互依赖或者有些特征由其他特征决定,然而朴素贝叶斯分类器认为这些属性在判定该水果是否为苹果的概率分布上独立的.朴素贝叶斯分类器依靠精确的