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機(jī)器學(xué)習(xí)算法中 GBDT 和 XGBOOST 的區(qū)別有哪些？
2023-03-22
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Gradient Boosting Decision Tree (GBDT) 和 Extreme Gradient Boosting (XGBoost) 都是目前機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中非常流行的算法。兩種算法都采用了 boosting 方法來提高分類或回歸效果，但在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上還是有一些區(qū)別的。

1. 損失函數(shù)

GBDT 與 XGBoost 的主要區(qū)別之一是損失函數(shù)的選擇。GBDT 迭代時(shí)使用的是基尼系數(shù)（gini index）和均方誤差（mean squared error），而 XGBoost 提出了一種新的損失函數(shù)——“梯度提升樹”（gradient boosting tree）。梯度提升樹不僅考慮了訓(xùn)練集預(yù)測值與真實(shí)值之間的誤差，還考慮了預(yù)測值之間的差距，使得算法更加穩(wěn)定。

2. 正則化方式

正則化是防止算法過擬合的重要手段。GBDT 采用了傳統(tǒng)的正則化方法，如剪枝等。而 XGBoost 則提出了一種新的正則化方式——L1 和 L2 正則化。L1 正則化可以使模型更加稀疏，L2 正則化可以抑制模型的復(fù)雜度，兩者結(jié)合可以達(dá)到更好的效果。

3. 樣本權(quán)值

GBDT 和 XGBoost 對樣本權(quán)值的處理也有所不同。GBDT 在訓(xùn)練過程中將每個(gè)樣本的誤差視為樣本的權(quán)值，越難分類的樣本被給予更高的權(quán)值，從而使算法更加關(guān)注錯(cuò)誤率高的樣本。而 XGBoost 引入了一個(gè)額外的參數(shù)——缺省權(quán)值（base score），使得樣本的權(quán)值可以通過調(diào)整該參數(shù)而發(fā)生變化，在某些情況下，這種方法可以取得更好的效果。

4. 并行計(jì)算

GBDT 的計(jì)算是串行化的，即每次只能在已有樹的基礎(chǔ)上生成一棵新的樹，計(jì)算效率較低。相比之下，XGBoost 實(shí)現(xiàn)了并行計(jì)算，可以利用多核 CPU 的優(yōu)勢，同時(shí)生成多棵樹，使得算法的速度更快。

5. 特征重要性評估

GBDT 和 XGBoost 在特征重要性評估上的表現(xiàn)也不同。GBDT 通常使用信息增益或基尼系數(shù)來評估特征的重要性，而 XGBoost 則提供了一個(gè)內(nèi)置函數(shù)來計(jì)算特征重要性，該函數(shù)可以根據(jù)所有樹的貢獻(xiàn)度對特征進(jìn)行排序，并輸出特征得分。

總的來說，GBDT 和 XGBoost 都是優(yōu)秀的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，它們都具有較高的精度和可解釋性，適用于各種場景。但在具體應(yīng)用中，需要根據(jù)數(shù)據(jù)集的特點(diǎn)和任務(wù)類型選擇合適的算法，并針對算法細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。

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