本文提出 Literati,首个能够实现最优形状广义树(SGT)归纳的算法。决策树因可解释性强而在表格数据上表现优异,但传统贪心自顶向下算法常产生次优且冗余的结构;已有的最优决策树方法虽通过全局优化改善结构,却局限于轴对齐阈值分裂,难以高效表达非线性特征效应。形状广义树将阈值分裂推广为可学习的单变量形状函数,提升了表达能力并有助于构建更紧凑的树,但现有归纳算法均为贪心,缺乏最优性保证。Literati 通过新颖的 AND/OR 图公式联合优化树结构与形状函数复杂度,并设计了基于 AO* 的求解算法,引入 OR 节点选择的次级启发式和 AND 节点探索的轮询策略,在保持最优性的同时提升 anytime 性能。在 24 个真实数据集上,Literati 的训练与测试准确率均优于当前最先进的树模型方法。
| Shape Generalized Trees (SGT) | 形状广义树,一种将传统阈值分割推广为可学习单变量形状函数的决策树,能提高表达能力和紧凑性。 |
| AO* | 一种用于求解AND/OR图的启发式搜索算法,常用于最优决策树归纳。 |
| AND/OR graph | 与或图,一种用于表示问题分解的图结构,其中AND节点表示子问题必须全部解决,OR节点表示选择其中一个子问题解决。 |
| anytime performance | 随时性能,指算法在运行过程中任何时刻都能返回一个可行解,并且随着时间推移解的质量逐渐提高。 |
| optimal decision tree | 最优决策树,通过全局优化方法构建的决策树,旨在最小化某种损失函数,通常比贪婪方法更优。 |
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