决策树算法是一种常见的机器学习算法,它可用于实现 SLG 游戏中的智能决策。下面是使用 Golang 实现决策树算法的简单示例。
首先,我们需要定义决策树节点的数据结构。节点需要包含以下内容:
- 决策属性名称
- 决策属性取值列表
- 是否为叶节点
- 叶节点的分类标签
type DecisionNode struct {
attribute string
attributeVals []string
isLeaf bool
label string
children []*DecisionNode
}
接下来,我们需要实现决策树算法的主要函数,包括训练函数和预测函数。
首先是训练函数。训练函数需要接受训练数据和决策树根节点作为参数,并返回训练好的决策树。训练函数可以使用递归方法实现,每次选择最佳决策属性进行分裂,并将数据集划分为更小的子集。如果所有属性都已被使用或者所有实例都属于同一个类别,则创建一个叶节点并返回。
func train(data [][]string, root *DecisionNode) *DecisionNode {
// 如果所有实例都属于同一个类别,则创建叶节点并返回
if isAllSameClass(data) {
return &DecisionNode{isLeaf: true, label: data[0][len(data[0])-1]}
}
// 如果属性列表为空,则创建叶节点并返回,标记为最多的类别
if len(root.attributeVals) == 0 {
return &DecisionNode{isLeaf: true, label: getMostCommonClass(data)}
}
// 选择最佳属性进行分裂
bestAttr, _ := getBestAttribute(data, root.attributeVals)
node := &DecisionNode{attribute: bestAttr, attributeVals: root.attributeVals}
// 递归分裂子集并创建子节点
for _, val := range root.attributeVals[bestAttr] {
subset := getSubset(data, bestAttr, val)
if len(subset) == 0 {
child := &DecisionNode{isLeaf: true, label: getMostCommonClass(data)}
node.children = append(node.children, child)
} else {
child := &DecisionNode{attributeVals: root.attributeVals}
node.children = append(node.children, train(subset, child))
}
}
return node
}
接下来是预测函数。预测函数需要接受待预测的实例和训练好的决策树作为参数,并返回预测结果。预测函数可以使用递归方法实现,从根节点开始逐层向下遍历决策树,直到到达叶节点并返回该节点的分类标签。
func predict(instance []string, node *DecisionNode) string {
// 如果节点是叶节点,则返回分类标签
if node.isLeaf {
return node.label
}
// 否则,继续向下遍历子节点
attrIndex := getAttributeIndex(node.attribute, instance)
if attrIndex == -1 {
return getMostCommonClass(getSubset(data, len(data[0])-1, ""))
}
for i, val := range node.attributeVals[attrIndex] {
if instance[attrIndex] == val {
return predict(instance, node.children[i])
}
}
return getMostCommonClass(getSubset(data, len(data[0])-1, ""))
}
最后,我们需要调用训练函数并使用训练好的决策树进行预测。假设我们有以下训练数据:
data := [][]string{
{"sunny", "hot", "high", "false", "no"},
{"sunny", "hot", "high", "true", "no"},
{"overcast", "hot", "high", "false", "yes"},
{"rainy", "mild", "high", "false", "yes"},
{"rainy", "cool", "normal", "false", "yes"},
{"rainy", "cool", "normal", "true", "no"},
{"overcast", "cool", "normal", "true", "yes"},
{"sunny", "mild", "high", "false", "no"},
{"sunny", "cool", "normal", "false", "yes"},
{"rainy", "mild", "normal", "false", "yes"},
{"sunny", "mild", "normal", "true", "yes"},
{"overcast", "mild", "high", "true", "yes"},
{"overcast", "hot", "normal", "false", "yes"},
{"rainy", "mild", "high", "true", "no"},
}
我们可以定义根节点并调用训练函数:
root := &DecisionNode{attributeVals: getAttributeVals(data)}
tree := train(data, root)
然后,我们可以使用训练好的决策树进行预测:
instance := []string{"sunny", "cool", "high", "false"}
fmt.Println(predict(instance, tree)) // 输出 "no"