We propose a simple generalization of standard and empirically successful decision tree learning algorithms such as ID3, C4.5, and CART. These algorithms, which have been central to machine learning for decades, are greedy in nature: they grow a decision tree by iteratively splitting on the best attribute. Our algorithm, Top-$k$, considers the $k$ best attributes as possible splits instead of just the single best attribute. We demonstrate, theoretically and empirically, the power of this simple generalization. We first prove a {\sl greediness hierarchy theorem} showing that for every $k \in \mathbb{N}$, Top-$(k+1)$ can be dramatically more powerful than Top-$k$: there are data distributions for which the former achieves accuracy $1-\varepsilon$, whereas the latter only achieves accuracy $\frac1{2}+\varepsilon$. We then show, through extensive experiments, that Top-$k$ outperforms the two main approaches to decision tree learning: classic greedy algorithms and more recent "optimal decision tree" algorithms. On one hand, Top-$k$ consistently enjoys significant accuracy gains over greedy algorithms across a wide range of benchmarks. On the other hand, Top-$k$ is markedly more scalable than optimal decision tree algorithms and is able to handle dataset and feature set sizes that remain far beyond the reach of these algorithms.


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决策树(Decision Tree)是在已知各种情况发生概率的基础上,通过构成决策树来求取净现值的期望值大于等于零的概率,评价项目风险,判断其可行性的决策分析方法,是直观运用概率分析的一种图解法。由于这种决策分支画成图形很像一棵树的枝干,故称决策树。在机器学习中,决策树是一个预测模型,他代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系。Entropy = 系统的凌乱程度,使用算法ID3, C4.5和C5.0生成树算法使用熵。这一度量是基于信息学理论中熵的概念。 决策树是一种树形结构,其中每个内部节点表示一个属性上的测试,每个分支代表一个测试输出,每个叶节点代表一种类别。 分类树(决策树)是一种十分常用的分类方法。他是一种监管学习,所谓监管学习就是给定一堆样本,每个样本都有一组属性和一个类别,这些类别是事先确定的,那么通过学习得到一个分类器,这个分类器能够对新出现的对象给出正确的分类。这样的机器学习就被称之为监督学习。

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