各個分類算法優缺點

一、樸素貝葉斯

優點:

1、樸素貝葉斯模型發源於古典數學理論,有穩定的分類效率。 

2、對小規模的數據表現很好,能個處理多分類任務,適合增量式訓練,尤其是數據量超出內存時,我們可以一批批的去增量訓練。 

3、對缺失數據不太敏感,算法也比較簡單,常用於文本分類。 

缺點:    

1、 理論上,樸素貝葉斯模型與其他分類方法相比具有最小的誤差率。但是實際上並非總是如此,這是因爲樸素貝葉斯模型假設屬性之間相互獨立,這個假設在實際應用中往往是不成立的,在屬性個數比較多或者屬性之間相關性較大時,分類效果不好。而在屬性相關性較小時,樸素貝葉斯性能最爲良好。對於這一點,有半樸素貝葉斯之類的算法通過考慮部分關聯性適度改進。

2、需要知道先驗概率,且先驗概率很多時候取決於假設,假設的模型可以有很多種,因此在某些時候會由於假設的先驗模型的原因導致預測效果不佳。

3、由於我們是通過先驗和數據來決定後驗的概率從而決定分類,所以分類決策存在一定的錯誤率。 

4、對輸入數據的表達形式很敏感。

 

二、決策樹(Decision Trees)的優缺點

優點:

1、決策樹易於理解和解釋.人們在通過解釋後都有能力去理解決策樹所表達的意義。

2、對於決策樹,數據的準備往往是簡單或者是不必要的.其他的技術往往要求先把數據一般化,比如去掉多餘的或者空白的屬性。

3、能夠同時處理數據型和常規型屬性。其他的技術往往要求數據屬性的單一。

4、決策樹是一個白盒模型。如果給定一個觀察的模型,那麼根據所產生的決策樹很容易推出相應的邏輯表達式。

5、易於通過靜態測試來對模型進行評測。表示有可能測量該模型的可信度。

6、 在相對短的時間內能夠對大型數據源做出可行且效果良好的結果。

7、 可以對有許多屬性的數據集構造決策樹。

8、 決策樹可很好地擴展到大型數據庫中,同時它的大小獨立於數據庫的大小。

 

缺點:

1、對於那些各類別樣本數量不一致的數據,在決策樹當中,信息增益的結果偏向於那些具有更多數值的特徵。

2、決策樹處理缺失數據時的困難。

3、 過度擬合問題的出現。

4、忽略數據集中屬性之間的相關性。

 

三、人工神經網絡的優缺點

優點:

分類的準確度高,並行分佈處理能力強,分佈存儲及學習能力強,對噪聲神經有較強的魯棒性和容錯能力,能充分逼近複雜的非線性關係,具備聯想記憶的功能等。

缺點:

神經網絡需要大量的參數,如網絡拓撲結構、權值和閾值的初始值;不能觀察之間的學習過程,輸出結果難以解釋,會影響到結果的可信度和可接受程度;學習時間過長,甚至可能達不到學習的目的。

 

四、 遺傳算法的優缺點

優點:

1、與問題領域無關切快速隨機的搜索能力。

2、搜索從羣體出發,具有潛在的並行性,可以進行多個個體的同時比較,魯棒性好。

3、搜索使用評價函數啓發,過程簡單。

4、使用概率機制進行迭代,具有隨機性。

5、具有可擴展性,容易與其他算法結合。

缺點:

1、遺傳算法的編程實現比較複雜,首先需要對問題進行編碼,找到最優解之後還需要對問題進行解碼,

2、另外三個算子的實現也有許多參數,如交叉率和變異率,並且這些參數的選擇嚴重影響解的品質,而目前這些參數的選擇大部分是依靠經驗.沒有能夠及時利用網絡的反饋信息,故算法的搜索速度比較慢,要得要較精確的解需要較多的訓練時間。

3、算法對初始種羣的選擇有一定的依賴性,能夠結合一些啓發算法進行改進。

 

五、 KNN算法(K-Nearest Neighbour) 的優缺點

優點:

1、簡單、有效。

2、重新訓練的代價較低(類別體系的變化和訓練集的變化,在Web環境和電子商務應用中是很常見的)。

3、計算時間和空間線性於訓練集的規模(在一些場合不算太大)。

4、由於KNN方法主要靠周圍有限的鄰近的樣本,而不是靠判別類域的方法來確定所屬類別的,因此對於類域的交叉或重疊較多的待分樣本集來說,KNN方法較其他方法更爲適合。

5、該算法比較適用於樣本容量比較大的類域的自動分類,而那些樣本容量較小的類域採用這種算法比較容易產生誤分。

 

缺點:

1、KNN算法是懶散學習方法(lazy learning,基本上不學習),一些積極學習的算法要快很多。

2、類別評分不是規格化的(不像概率評分)。

3、輸出的可解釋性不強,例如決策樹的可解釋性較強。

4、該算法在分類時有個主要的不足是,當樣本不平衡時,如一個類的樣本容量很大,而其他類樣本容量很小時,有可能導致當輸入一個新樣本時,該樣本的K個鄰居中大容量類的樣本佔多數。該算法只計算“最近的”鄰居樣本,某一類的樣本數量很大,那麼或者這類樣本並不接近目標樣本,或者這類樣本很靠近目標樣本。無論怎樣,數量並不能影響運行結果。可以採用權值的方法(和該樣本距離小的鄰居權值大)來改進。

5、計算量較大。目前常用的解決方法是事先對已知樣本點進行剪輯,事先去除對分類作用不大的樣本。

 

六、 支持向量機(SVM)的優缺點

優點:

1、可以解決小樣本情況下的機器學習問題。

2、可以提高泛化性能。

3、可以解決高維問題。

4、可以解決非線性問題。

5、可以避免神經網絡結構選擇和局部極小點問題。

缺點:

1、對缺失數據敏感。

2、對非線性問題沒有通用解決方案,必須謹慎選擇Kernel Function來處理。

 

七、 樸素貝葉斯的優缺點

優點:

1、樸素貝葉斯模型發源於古典數學理論,有着堅實的數學基礎,以及穩定的分類效率。

2、NBC模型所需估計的參數很少,對缺失數據不太敏感,算法也比較簡單。

 

缺點:

1、理論上,NBC模型與其他分類方法相比具有最小的誤差率。但是實際上並非總是如此,這是因爲NBC模型假設屬性之間相互獨立,這個假設在實際應用中往往是不成立的(可以考慮用聚類算法先將相關性較大的屬性聚類),這給NBC模型的正確分類帶來了一定影響。在屬性個數比較多或者屬性之間相關性較大時,NBC模型的分類效率比不上決策樹模型。而在屬性相關性較小時,NBC模型的性能最爲良好。

2、需要知道先驗概率。

3、分類決策存在錯誤率

 

八、 Adaboosting方法的優點

1、adaboost是一種有很高精度的分類器。

2、可以使用各種方法構建子分類器,Adaboost算法提供的是框架。

3、當使用簡單分類器時,計算出的結果是可以理解的。而且弱分類器構造極其簡單。

4、簡單,不用做特徵篩選。

5、不用擔心overfitting。

 

九、 Rocchio的優點

Rocchio算法的突出優點是容易實現,計算(訓練和分類)特別簡單,它通常用來實現衡量分類系統性能的基準系統,而實用的分類系統很少採用這種算法解決具體的分類問題。

 

十、最大熵模型

優點:

1、天然支持多分類  

2、相對於SVM,具有較好的特徵選擇能力,能自動將某些特徵權值置爲0

缺點:

1、模型訓練比較慢。

2、一般用於學習的實現比較簡單(如GIS) ,工業級的實現比較困難。

 

各種分類算法比較

Calibrated boosted trees的性能最好,隨機森林第二,uncalibrated bagged trees第三,calibratedSVMs第四, uncalibrated neural nets第五。

性能較差的是樸素貝葉斯,決策樹。

有些算法在特定的數據集下表現較好。

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