一种新的信息熵属性约简算法

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万方数据
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1102009.45(32)ComputerE,tgineeringandApplicmions计算机工程与应用
t=l;且=协’Jo
for(j=2,j<n+1J++)
若任一cI∈C(i=I,2,…,s)均有“∥,c.)承而mtCi),则毋=B,Uk’};
否IAt]{t=t+l;Bm{xj’II;
Step5:U’=D;
for(i=l,i=t+l,“十)
取出B.中的第—个对象并入U’并计算出re(y);
4.2基f信息熵的怏速属性约简算法
算法2基于信息熵的快速属性约简算法
输入:简化的决策表s=(U’,C,D,V,,),c=fc。

,c2'…,cll;
输出:属性约简R;
Stepl:由算法1,求出:∥=Qlr,X2’,…,z。

’)和Vz∈∥租c(z);
Step2:将M(1≤i≤s)从大到小进行快速排序得到:
M。

≥帆≥…≥帆,它们对应的属性为CtlyC。

,……C令尺=fc。

1】;RFD;
Step3:用基数排序的思想求出U7/R={A一.Az,…,^c};
step4:对每一A产‰,xj2,…,纠EU’/R,(1句≤£)
for(h=l;^<r;^++)
gr(g=h+l;g<r+l;g++)
jf(脚(和)≠脚(‰))
则将(研,靠,并入Rc中;
Step5:for(k=2;k<s+l:☆++)

i“尺c:D)算法终止;
elseR=Ru{ctl;
对R。

中任一区分对象对☆.,j.>
if抓‰Ct),钒毛,Cm))
Rc=Rc-{<xh,舻l;

算法2的复杂度分析:第1步的时间复杂度由算法1知为0(ICIIUI);第2步的时间复杂度为0(ICIloglCI);第3步的时间复杂度是0(IcIIU’/CI);第4步的时间复杂度是0(IAll2+IA212+…+lAL12)≤0((IAlI+IA2I+…+M£I)2)=0(IU’/CI)2;第5步的每一次循环最坏的时间复杂度为O(I尺c-f。

lI),最多循环IcI—1次,故第5步最坏的时间复杂度为0(ICIIRc.1。

lI),由第4步知O(IRc-h}I)≤0(IAll2+IA212+-.・+L4£12),从而第5步最坏的时|.日J复杂度为O(IO(b4。

阿L4:12+…+ML12));由于IcI远远小于I明,故算法2的时|’日J复杂度为O(ICllUl)+o(icl(L4.F+IA:12+…+IALP))≤0(ICIIUI)+O(ICIIU/CI):。

算法2第1步的空间复杂度为0(1M);第2步的空I’日J复杂度为O(ioglCI);第3步最坏的空I’日J复杂度为o(Iu’I);第4步最坏的空I'日J复杂度为O(IU/CI)2;第5步最坏的空间复杂度为0(Ⅱh.J),故算法2的空间复杂度为0(M)+o(ub.J)≤O(1M)+O(I叫C1)2。

5实例分析
为了更好地说明新算法的高效性,以文献[101中的决策表1为例来说明新算法。

对决策表l的15个对象u,利用算法1得到:
U’=Ⅸl。

X2,X8,X4,X6,X7,X13l
“,D=“Xl,X3,X4l,{X2,X5,X8,X12,X13l,
{X6,X7,Xlo,X11’X15),lX9,X14II=
{Dr,D2,D3,O,I
由概率分配函数可得№(t):
脚(X1)=(1,0,0,0);№(爿2)=(0,1,0,0);
№(X4)=(1,0,0,0);触(X6)=(0,0,213,113);
№(X7)=(0,0,2/3,1/3);№(X8)=(0,1,O,0);
舭(X13)=(0,1/2,1/2,0)
得到简化的决策表如表2所示。

表2表1的简化决策表
由算法2的第2步,得到肘。

--4,Mz=3,尬--4,眠=2,从而尬≥肌≥M2≥眠,对应的属性序为n,c,b,口!;选出属性8作为属性约简的第—个属性,则有R=fol;尺c=0;由算法2的第3步得到:U’/{al={lX。

,X,},fX:,X4,X。

),{X。

},Ⅸ。

,}l;由算法2的第4步得到R产{<xl,X7>,<x2,X4>,dB,x4>};由算法2的第5步得到:由于Rc≠0,选出c,得到尺=恤,C},从而尺c={“2,x。

>};由于R。

≠D,故选出b,得到|R=Io,C,bl,从而有尺c=D,算法终止,从而属性约简为:R=(口,b,cl。

若用文献『8】中的算法所求得的二进制差别矩阵是105个记录,再用其算法中的变换,使计算量大大增加。

而该新算法只需计算4个即口丁,从而能节省大量的计算时间和存储空间。

因此该新算法是一个高效的属性约简算法。

6结束语
为有效地降低基于信息熵的属性约简算法的复杂度,在简化决策表的基础上,给出了区分对象对集和基于区分对象对集的属性约简的定义,并证明了该定义与基于信息熵的属性约简的定义是等价的。

在此基础上,利用区分对象对和属性约简的关系,并结合差别矩阵的思想.设计了一个高效的信息熵属性约简算法,并分析了该算法的时间复杂度和空间复杂度,它们分别为O(ICIIUl)+0(ICIIUICl2)和0(IU/C12)+0((,),与文献『4—51的算法相比,该算法的时I’日J复杂度和空|’日J复杂度都较低,故该文给出的算法是—个较好的信息熵属性约简算法。

这一算法的设计思想也为求其他不『司的属性约简算法提供了一种新的思路,这也是下一步的研究工作。

参考文献:
【1】PawlakZ,SkowronA.Rudimentsofmugll∞埘J1.InformationScience,2007.117(I):3-37.
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