R 中 Ranger 的 SHAP 重要性

Question

存在二元分类问题：如何获得 Ranger 模型变量的 Shap 贡献？

样本数据：

library(ranger)
library(tidyverse)

# Binary Dataset
df <- iris
df$Target <- if_else(df$Species == "setosa",1,0)
df$Species <- NULL

# Train Ranger Model
model <- ranger(
  x = df %>%  select(-Target),
  y = df %>%  pull(Target))

我尝试过几个库（DALEX、、、）shapr，但没有得到任何解决方案。fastshapshapper

SHAPforxgboost我希望得到像xgboost 这样的结果：

• 其输出shap.values是变量的形状贡献
• 这shap.plot.summary

Answer 1

早上好！，根据我的发现，您可以ranger()与 fastshap() 一起使用，如下所示：

library(fastshap)
library(ranger)
library(tidyverse)
data(iris)
# Binary Dataset
df <- iris
df$Target <- if_else(df$Species == "setosa",1,0)
df$Species <- NULL
x <- df %>%  select(-Target)
# Train Ranger Model
model <- ranger(
  x = df %>%  select(-Target),
  y = df %>%  pull(Target))
# Prediction wrapper
pfun <- function(object, newdata) {
  predict(object, data = newdata)$predictions
}

# Compute fast (approximate) Shapley values using 10 Monte Carlo repetitions
system.time({  # estimate run time
  set.seed(5038)
  shap <- fastshap::explain(model, X = x, pred_wrapper = pfun, nsim = 10)
})

# Load required packages
library(ggplot2)
theme_set(theme_bw())

# Aggregate Shapley values
shap_imp <- data.frame(
  Variable = names(shap),
  Importance = apply(shap, MARGIN = 2, FUN = function(x) sum(abs(x)))
)

例如，对于可变重要性，您可以这样做：

# Plot Shap-based variable importance
ggplot(shap_imp, aes(reorder(Variable, Importance), Importance)) +
  geom_col() +
  coord_flip() +
  xlab("") +
  ylab("mean(|Shapley value|)")

此外，如果您想要单独的预测，可以执行以下操作：

# Plot individual explanations
expl <- fastshap::explain(model, X = x ,pred_wrapper = pfun, nsim = 10, newdata = x[1L, ])
autoplot(expl, type = "contribution")

所有这些信息都可以在这里找到，还有更多信息： https: //bgreenwell.github.io/fastshap/articles/fastshap.html 检查链接并解决您的疑问！:)