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最近,我偶然发现了下图,它描述了一个控制台应用程序,该应用程序试图通过提出一系列问题来猜测用户正在思考的动物,并在猜测错误时更新所提出的问题:
尽管我对机器学习一无所知,但我认为这是一个使用决策树复制的非常简单的程序,所以我将下面的 python 代码组合在一起:
import json
json_file = open("DecisionTree1.json", "r")
decision_tree = json.loads(json_file.read())
partial_decision_tree = decision_tree["start"]
def get_user_input(prompt, validation):
if validation == "yes_no":
print(prompt)
while True:
answer = input()
if answer.lower() not in ('yes', 'no'):
print("Please enter 'Yes' or 'No'")
else:
return answer.lower()
elif validation == "not_empty":
while True:
answer = input(prompt + "\n")
if answer != "":
return answer.lower()
def create_new_node(guess):
correct_answer = get_user_input("What animal were you thinking of?", "not_empty")
new_question = get_user_input("Enter a question for which the answer is 'Yes' for " + correct_answer + " and 'No' for " + guess, "not_empty")
new_node = json.loads('{"question": "' + new_question + '","children":{"yes": {"question": "Is it a ' + correct_answer + '?","children": null},"no": {"question": "Is it a rabbit?","children": null}}}')
return json.dumps(new_node)
answer_array = list()
while partial_decision_tree["children"]:
answer = get_user_input(partial_decision_tree["question"], "yes_no")
answer_array.append(answer)
partial_decision_tree = partial_decision_tree["children"][answer]
if get_user_input(partial_decision_tree["question"], "yes_no") == "no":
select_conditions = '["start"]'
for answer in answer_array:
select_conditions += '["children"]["' + answer + '"]'
query = "decision_tree" + select_conditions + " = '" + create_new_node(partial_decision_tree["question"].split(" ")[-1][0:len(partial_decision_tree["question"].split(" ")[-1])-1]) + "'"
exec(query)
JSON 文件 DecisionTree1.json 包含以下数据,应该表示一个(非常小的)决策树:
{
"start":
{
"question": "Is it smaller than a bicycle?",
"children":
{
"yes": {
"question": "Is it a rabbit?",
"children": null
},
"no": {
"question": "Is it an elephant?",
"children": null
}
}
}
}
这个想法应该是,如果用户猜测不正确,那么程序在进行猜测时所查看的叶节点应该替换为新的内部节点,该内部节点对程序的猜测提供了额外的过滤级别。
就 JSON 而言,这意味着:
我的问题是如何以这种方式更新文件中的 JSON?
目前,我的python中的query
变量更新了JSON,使得“children”属性的值变成了一个字符串,而不是两个子节点.
编辑:根据 martineau 的评论,下面是 JSON 更新后的外观示例:
假设用户正在思考一只乌龟。按照目前的情况,程序会错误地猜测他们的动物是兔子。当被要求“输入一个问题,对于乌龟来说,答案是肯定,而对于兔子来说,答案是否定”时,他们可能会指定问题“它有壳吗?”。现有的 JSON(如上所示)应变为
{
"start":
{
"question": "Is it smaller than a bicycle?",
"children":
{
"yes": {
"question": "Does it have a shell?",
"children":
{
"yes": {
"question": "Is it a tortoise?",
"children": null
},
"no": {
"question": "Is it a rabbit?",
"children": null
}
}
},
"no": {
"question": "Is it an elephant?",
"children": null
}
}
}
}
最佳答案
你的问题确实很有趣。我尝试了一下,但在解释解决方案之前,我想指出我在处理代码时看到的一些概念问题。以下是我所做的更改:
我认为您的 JSON 结构 不太容易解析。我通过删除“子”节点选择了更舒服的方式,因为总是只有两种可能的选择:是或否
不要混淆:加载后,像您这样的 JSON 消息只不过是嵌入了其他 dict
的简单 dict
。您不需要自己在 JSON 文件中编写任何内容,因为 Python 知道如何翻译此类结构。
就性能和易用性而言,在树层次结构中使用迭代被认为是一个糟糕的选择。使用递归非常简单,我强烈建议您了解它如何在某些情况下(例如本例)发挥作用
我发现验证类似于迭代过程的副作用。在我看来,您不需要到处都有额外的 validation
参数,但可以在您真正需要时将其重新集成
我通过添加一些内容来“优化”您的代码,例如 if __name__ == "__main__"
其目的是检查 Python 文件是否作为模块启动或者是嵌入到另一个解决方案中。您还滥用了 open
指令来读取和写入文件。我为你解决了这些问题
希望您能通过阅读我的解决方案学到一些技巧,这至少是我编写它的原因。我不会假装知道一切,因此也可能会出现错误,但这应该有助于您继续您的项目。我通常希望您将脚本的学习部分拆分为其他函数。
主要脚本:
import json
def get_question_node(tree, question):
"""
Finds the node which contains the given question, recursively.
:param tree: the tree level from where to start
:param question: the question to find
"""
if 'question' in tree and tree['question'] == question:
# If the current node contains the question, return it
return tree
if 'yes' in tree and tree['yes']:
# If there is a 'yes' node, check its underlying question
result = get_question_node(tree['yes'], question)
if result:
return result
if 'no' in tree and tree['no']:
# If there is a 'no' node, check its underlying question
result = get_question_node(tree['no'], question)
if result:
return result
def guess(tree):
"""
Guesses based on a user's input and the given decision tree.
:param tree: the current node to go through for the user
"""
# A question has been found
question = tree['question']
answer = input(question + '\n').lower()
if answer == 'yes':
if tree['yes']:
# There are sub questions, ask them
return guess(tree['yes'])
else:
# Final question answered correctly, so we won!
print('Yay, I guessed correctly!')
return True
elif answer == 'no':
if tree['no']:
# There are sub questions, ask them
return guess(tree['no'])
else:
# No more question, create a new one and "learn"
correct_answer = input('What animal were you thinking of?\n')
new_question = input('Enter a question for which the answer is "Yes" for {}\n'.format(correct_answer))
# Return to the caller to fix the order of questions
return {
'old': tree['question'],
'new': new_question,
'correct_answer': correct_answer,
}
else:
# Answer needs to be yes or no, any other answer loops back to the question
print('Sorry, I didn\'t get that... let\'s try again!')
return guess(tree)
if __name__ == '__main__':
# Load and parse the decision tree
with open("DecisionTree1.json", "r") as json_file:
decision_tree = json.loads(json_file.read())
# Start guessing
partial_decision_tree = decision_tree["start"]
result = guess(partial_decision_tree)
if type(result) == dict:
# Ah! We learned something new, let's swap questions
question_node = get_question_node(partial_decision_tree, result['old'])
new_yes = {
'question': 'Is it a {}?'.format(result['correct_answer']),
'yes': None,
'no': None,
}
new_no = {
'question': question_node['question'],
'yes': question_node['yes'],
'no': question_node['no'],
}
question_node['no'] = new_no
question_node['yes'] = new_yes
question_node['question'] = result['new']
# Persist changes to the decision tree file
with open('DecisionTree1.json', 'w') as tree_file:
json.dump(decision_tree, tree_file, indent=4)
以及改进的DecisionTree1.json
:
{
"start":
{
"question": "Is it smaller than a bicycle?",
"yes": {
"question": "Is it a rabbit?",
"yes": null,
"no": null
},
"no": {
"question": "Is it an elephant?",
"yes": null,
"no": null
}
}
}
我希望我回答了你的问题。
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