当前子树的损失函数:
$C_a(T) = C(T) + a|T|$, 其中$C(T)$为对训练数据的预测误差,$|T|$为树的叶子结点数目,反映模型的复杂度。对固定的$a$,一定存在使损失函数$C_a(T)$最小的子树,将其表示为$T_a$, 极端情况,当 $a = 0$时,整体树是最优的,当$a -> infty $时,根节点组成的单节点树是最优的。
对应于每一个参数,剪枝后的子树是唯一的。在算法中,给定参数,找寻损失函数最小的子树,也就是说是一一对应的!并不存在一个对应于多个子树。CART剪枝算法中将用到该基本假设。因为当$a$大的时候,最优子树$T_a$偏小,当$a$小的时候,最优子树$T_a$偏大。
从最宏观的角度去考虑的话,就是利用生成。CART剪枝算法的核心思想就是说,一个复杂的决策树,不管多复杂,都能生成有限个数的子树,我们记作,那么我们只要找寻到对应于每一个子树的,即得到对应的子树!没错,抽象一下,从【有限个数的】中找寻对应的【】
当或者充分小:
决策树叶结点越多,不确定性越低。
当增大时,总有那么一个点,能够使得:
当继续增大时,
所以我们只要取时,当且仅当时,剪枝必然发生。
剪枝已经发生,此时,对应于每一个子结点t会生成不同的我们记作,由此得:
剪枝的决策树什么时候最优?对于当前参数而言,能够找到这样的t,使得
然而在这里为了能够求得的一个序列,直接最小化了
找的即找到了子结点t,即完成了剪枝,即找到了最优子树
有了上述的步骤,为了得到决策树的所有子序列,直接递归下去,直到根节点即可。在这一过程中,不断地增加的值,产生新的区间。
采用交叉验证法在子树序列中选取最优子树。
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