GBDT XGBOOST的區別與聯系


Xgboost是GB算法的高效實現,xgboost中的基學習器除了可以是CART(gbtree)也可以是線性分類器(gblinear)。 

傳統GBDT以CART作為基分類器,xgboost還支持線性分類器,這個時候xgboost相當於帶L1和L2正則化項的邏輯斯蒂回歸(分類問題)或者線性回歸(回歸問題)。

傳統GBDT在優化時只用到一階導數信息,xgboost則對代價函數進行了二階泰勒展開同時用到了一階和二階導數。順便提一下,xgboost工具支持自定義代價函數,只要函數可一階和二階求導。

xgboost在代價函數里加入了正則項,用於控制模型的復雜度。正則項里包含了樹的葉子節點個數、每個葉子節點上輸出的score的L2模的平方和

列抽樣(column subsampling)。xgboost借鑒了隨機森林的做法,支持列抽樣,不僅能降低過擬合,還能減少計算,這也是xgboost異於傳統gbdt的一個特性。

xgboost工具支持並行

Shrinkage(縮減),相當於學習速率(xgboost中的eta)。xgboost在進行完一次迭代后,會將葉子節點的權重乘上該系數,主要是為了削弱每棵樹的影響,讓后面有更大的學習空間。

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  首先 xgboost是Gradient Boosting的一種高效系統實現,並不是一種單一算法。
  xgboost里面的基學習器除了用tree(gbtree),也可用線性分類器(gblinear)。而GBDT則特指梯度提升決策樹算法。
  xgboost相對於普通gbm的實現,可能具有以下的一些優勢:
  1. 顯式地將樹模型的復雜度作為正則項加在優化目標
  2. 公式推導里用到了二階導數信息,而普通的GBDT只用到一階
  3. 允許使用column(feature) sampling來防止過擬合,借鑒了Random Forest的思想,sklearn里的gbm好像也有類似實現。

  4.實現了一種分裂節點尋找的近似算法,用於加速和減小內存消耗。
  5.節點分裂算法能自動利用特征的稀疏性。
  6.data事先排好序並以block的形式存儲,利於並行計算
  7.cache-aware, out-of-core computation,這個我不太懂。。
  8.支持分布式計算可以運行在MPI,YARN上,得益於底層支持容錯的分布式通信框架rabit。

 

工作中用得比較多,區別在於:
1. 在Loss function中做approximate,把泰勒展開限制為1階和2階偏導,gbdt是1階;
2. penalty function Omega主要是對樹的葉子數和葉子分數做懲罰,這點確保了樹的簡單性;
3. 快,非常快,最新版本支持spark,4000多萬樣本,70個dimension,200棵樹的訓練也就1小時不到;


 


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