Close

使用 Confluence 改变团队合作。了解为什么 Confluence 是所有团队的内容协作中心。免费获取

什么是决策树,如何创建决策树?

浏览主题

做出合理的决策并非易事,尤其在面临多种选择和不确定结果时。决策树为您提供了一种清晰的方式来规划选择及其潜在后果,帮助您充满信心地做出更明智的决策。

在本文中,我们将讨论什么是决策树,其工作方式,以及如何创建自己的决策树。无论您是在分析数据,还是试图做出复杂的商业决策,决策树都能成为您破除不确定性的秘密武器。

什么是决策树?

决策树是一种呈倒置树状的图表,用于展示一项决策的不同选择及可能产生的结果。它本质上是决策的指南,途中的每个分岔口都代表着您需要做出的选择。

每个决策树都有三个主要部分:

  • 节点:这些是做出决策或显示结果的点。
  • 分支:这些分支连接节点,代表可用的选择或结果。
  • 叶子:这些是每条决策路径末端的最终结果。

这种简洁的结构让复杂决策更易理解与沟通。与复杂的算法或密密麻麻的电子表格不同,决策树以一种几乎任何人都能理解的方式呈现您的思考过程。

决策树有什么用途?

决策树并非只是理论工具,它们在众多领域都有实际应用,包括:

  • 分类:决策树将数据分类到不同的组别中。例如,电子邮件服务可能会使用决策树,根据特定特征将邮件分类为“垃圾邮件”或“非垃圾邮件”。
  • 回归:决策树可预测连续值,例如根据客户的浏览历史记录估算其可能的消费金额。
  • 商业决策分析:企业利用决策树评估发布新产品、进入新市场或做出投资决策等场景中的各种选项。

你会发现决策树被用于客户细分(确定哪些客户可能对特定优惠做出响应)、医疗诊断(帮助医生根据症状排除疾病)和贷款审批(决定申请人是否可能偿还贷款)。

跨职能团队面临复杂决策时,决策树能提供一种所有人都能理解的共同语言。

决策树的工作方式

决策树将复杂决策分解为一系列更简单的选择。这个过程从顶部节点的一个问题开始,然后根据可能的答案展开分支。

在每个节点,决策树都提出一个有关您数据特定特征的问题。例如:“客户是否超过 30 岁?”或“此人在过去一年中是否有过逾期还款?”答案决定了应遵循哪条分支。

这个过程背后的数学原理涉及以下概念:

  • 分裂:基于特征值将数据划分为不同子集
  • 不纯度度量:计算每个节点数据的混合程度
  • 决策路径:导致特定结果的决策序列

目标是创建能最有效地将数据分离为有意义组别的分裂。好的决策树会在早期进行最具信息量的分裂,通过每一次决策尽可能清晰地分离数据。

决策树的类型

决策树有几种不同类型,每种类型都适用于特定用途:

  • 分类树:这类模型用于预测类别或分类,例如判断一笔交易是欺诈性的还是合法的。
  • 回归树:这类模型用于预测连续数值,例如房价或患者的血压。

一些决策树使用二元分裂(是非问题),而另一些则使用多路分裂(具有多个可能答案的问题)。流行的模型包括 CART(分类与回归树),它通过二元分裂构建简单而强大的决策树。

您所选择的决策树类型取决于您的特定需求和所处理的数据类型。战略规划往往受益于使用多种决策树类型来分析商业决策的不同方面。

决策树的优缺点

和任何工具一样,决策树既有优势也存在局限性。

主要优势包括:

  • 可解释性:任何人都能理解其逻辑—无需统计学学位。
  • 最少的数据准备:决策树无需大量预处理即可处理数值型和分类型数据。
  • 通用性:决策树能够处理各类问题和数据。
  • 视觉清晰性:树状结构使复杂决策更易理解。
  • 处理缺失值:许多算法能够应对不完整数据。

值得注意的局限性包括:

  • 过拟合:若没有适当的约束,决策树可能变得过于复杂,导致在新数据上表现不佳。
  • 不稳定:数据中的微小变化有时会导致生成完全不同的决策树。
  • 偏向于多层次的特征:决策树可能会过度重视具有众多类别的变量。
  • 特定问题的精度限制:某些复杂关系无法被树结构很好地捕捉。


了解这些权衡有助于您决定何时使用决策树以及何时其他方法可能更合适。有效的决策往往涉及了解哪种工具适合哪种情况。

定义问题和目标

明确需要做出的决策。是想预测客户行为?诊断问题?在投资选项之间做出选择?

请具体说明:

  • 您想回答什么问题
  • 您的目标变量是什么(您想预测或决定的变量)
  • 哪些意见可能会影响这一结果


这种清晰性可确保您的决策树解决的是正确的问题。在头脑风暴会议中,团队常常会发现彼此在解决不同的问题。决策树能够迫使每个人就“究竟需要回答什么问题”达成一致。

收集并准备您的数据

好的决策需要好的数据。请收集以下信息:

  • 与您的决策相关的信息
  • 尽量完整的信息
  • 准确且最新的信息

通过处理缺失值、纠正错误和统一格式来清理您的数据。您可能需要将分类变量(如颜色或客户类型)进行数值编码。决策树的质量与数据质量直接相关。

许多团队使用知识共享平台来收集和组织这些信息,尤其是在需要多个部门提供输入的情况下。

选择最佳特征进行分裂

这正是科学发挥作用的地方。您需要确定哪个因素能最有效地将数据分成有意义的组别。

决策树算法使用如下度量方法:

  • 基尼不纯度:用于衡量随机选取的一个元素被错误标记的频率
  • 信息增益:用于计算通过分裂特定特征后,不确定性减少了多少
  • 卡方检验:用于判断分类变量之间是否存在显著关联

目标是找到能使结果之间产生最清晰划分的分裂。像 DACI 框架这样的工具可以帮助团队评估哪些因素应该影响关键决策。

分裂数据集

一旦确定了最佳特征,就可以根据该特征的值对数据进行划分。每一次分裂都应让您更接近明确的决策。

让我们来看一个决策树示例:如果您正在决定优先处理哪些项目,并且已确定业务影响是最重要的因素,您可能会根据影响级别将项目分组:

  • 高影响(战略目标)
  • 中等影响(运营改进)
  • 低影响(最好具备的特征)


每个分支都应让您更接近项目优先级的决策。有效的流程映射可以帮助可视化这些分裂如何创建不同的决策路径。

重复该过程

继续使用该数据子集的最佳可用特征对每个分支进行分裂。继续分裂直到达到停止条件,例如:

  • 达到最大树深度
  • 节点中所有样本属于同一类别
  • 进一步分裂不会显著提升结果
  • 达到叶节点最小样本数

请记住,决策树的深度越深,模型就会越复杂,并且越有可能出现过拟合。在细节与泛化能力间平衡以获得最佳结果。

Interpret the overlapping and non-overlapping areas

The real value of a Venn diagram emerges during analysis and interpretation. Examine what the pattern of overlaps tells you about your chosen categories. Are there more similarities than you expected, or fewer? Do certain elements appear in surprising sections? 

Use these observations to draw conclusions that inform your decision-making or deepen your understanding. The visual patterns often provide insights that weren't obvious before creating the diagram, such as unexpected connections between seemingly different concepts or clear distinctions where similarities were assumed.

使用决策树的最佳实践

要充分利用决策树生成工具,请遵循以下经过验证的实践方法:

  • 为性能而剪枝:正如园丁为促进树木生长而修剪枝叶,数据科学家会通过移除对预测提升不显著的分支来“修剪”决策树。这能减少过拟合现象,并使模型在处理新数据时更加可靠。
  • 合理处理缺失值:不要直接丢弃含有缺失值的数据,而应采用替代划分策略(使用相关性高的变量进行替换),或让缺失值同时沿两条路径传递并对结果取平均值等策略。
  • 平衡类别分布:若要预测罕见事件,需确保决策树不会每次都预测最常见的结果。诸如对少数类别进行过采样或使用加权指标等技术可提供帮助。
  • 用新数据进行验证:务必对决策树中以前未见过的数据进行测试,以确保其具有良好的泛化能力。

这些实践有助于确保决策树提供真正的洞察信息,而非仅仅记住训练数据。强大的项目协作工具可以帮助团队持续实施这些实践。

您可能还喜欢

战略规划模板

制定您的业务战略,并向执行团队和董事会介绍。

OKR 模板

使用此目标设置模板来设置可衡量且目标远大的里程碑。

使用 Confluence 为每个团队实现更快的内容协作

后续内容
组织结构图