Decision trees are a ubiquitous model for classification and regression tasks due to their interpretability and efficiency. However, solving the optimal decision tree (ODT) problem remains a challenging combinatorial optimization task. Even for the simplest splitting rules--axis-parallel hyperplanes--it is NP-hard to optimize. In Part I of this series, we rigorously defined the proper decision tree model through four axioms and, based on these, introduced four formal definitions of the ODT problem. From these definitions, we derived four generic algorithms capable of solving ODT problems for arbitrary decision trees satisfying the axioms. We also analyzed the combinatorial geometric properties of hypersurfaces, showing that decision trees defined by polynomial hypersurface splitting rules satisfy the proper axioms that we proposed. In this second paper (Part II) of this two-part series, building on the algorithmic and geometric foundations established in Part I, we introduce the first hypersurface decision tree (HODT) algorithm. To the best of our knowledge, existing optimal decision tree methods are, to date, limited to hyperplane splitting rules--a special case of hypersurfaces--and rely on general-purpose solvers. In contrast, our HODT algorithm addresses the general hypersurface decision tree model without requiring external solvers. Using synthetic datasets generated from ground-truth hyperplane decision trees, we vary tree size, data size, dimensionality, and label and feature noise. Results showing that our algorithm recovers the ground truth more accurately than axis-parallel trees and exhibits greater robustness to noise. We also analyzed generalization performance across 30 real-world datasets, showing that HODT can achieve up to 30% higher accuracy than the state-of-the-art optimal axis-parallel decision tree algorithm when tree complexity is properly controlled.


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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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