基于熵权法对Topsis模型的修正
熵权法
层次分析法是一种评价模型，当没有给出数据时，我们对不同的准则进行分析，最后求得每一种方案的评分，但是有很大的缺点，比如主观性太强、方案层不能过多。而Topsis优劣解距离法可以对已有数据进行分析，经过正向化、标准化、求距离、归一化后即可得到评分。
但是Topsis有一个问题，就是默认每个指标的权重相同，所以也可以用层次分析法求出权重进行修正，由于层次分析法有很大不足，所以这里用熵权法对Topsis进行修正。
一、基本概念
（1）信息量
越有可能发生的事情，信息量就越少，反之越多。
所以可以根据事件发生的概率来衡量信息量的大小。
如果把信息量用字母I表示，概率用p表示，两者是一个反比例关系，假设x表示事件X可能发生的某种情况，，我们定义I(x)=-ln(p(x))
其中0≤p(x)≤1之间，I(x)≥0。
（2）信息熵
信息熵是对信息量的期望，假设用H(x)来表示，则有
H
(
x
)
=
∑
i
=
1
n
[
p
(
x
i
)
I
(
x
i
)
]
=
−
∑
i
=
1
n
[
p
(
x
i
)
l
n
(
p
(
x
i
)
)
]
H(x)=\sum_{i=1}^n[p(x_i)I(x_i)]=-\sum_{i=1}^n[p(x_i)ln(p(x_i))]
H(x)=i=1∑n[p(xi)I(xi)]=−i=1∑n[p(xi)ln(p(xi))]
可以证明，当p(xi)= 1 n \frac{1}{n} n1时，H(x)取最大值，此时H(x)=lnn（这里也可以看出，信息熵最大时，每个样本的这个指标值都相同，信息量最少）
由于信息熵是对未来信息量的期望，所以信息熵越大，它的内容给你补充的信息量越大，你当前已知的信息量越少。
二、计算步骤
（1）保证标准化矩阵每个元素非负
判断标准化后的矩阵是否存在负数（实际上，topsis中正向化后的矩阵只有极大型指标才可能出现负数），则重新进行标准化（因为后面计算信息量时要保证概率都为非负数）。
Z
i
j
=
x
i
j
−
m
i
n
{
x
1
j
,
x
2
j
,
⋅
⋅
⋅
,
x
n
j
}
m
a
x
{
x
1
j
,
x
2
j
,
⋅
⋅
⋅
,
x
n
j
}
−
m
i
n
{
x
1
j
,
x
2
j
,
⋅
⋅
⋅
,
x
n
j
}
Z_{ij}=\frac{x_{ij}-min\lbrace x_{1j},x_{2j},···,x_{nj}\rbrace}{max\lbrace x_{1j},x_{2j},···,x_{nj}\rbrace-min\lbrace x_{1j},x_{2j},···,x_{nj}\rbrace}
Zij=max{x1j,x2j,⋅⋅⋅,xnj}−min{x1j,x2j,⋅⋅⋅,xnj}xij−min{x1j,x2j,⋅⋅⋅,xnj}
（2）求概率
得到非负矩阵后，计算概率矩阵P，计算公式：
P
i
j
=
Z
i
j
∑
i
=
1
n
Z
i
j
P_{ij}=\frac{Z_{ij}}{\sum_{i=1}^nZ_{ij}}
Pij=∑i=1nZijZij
（3）求熵权
先求出每个指标的信息熵
e
j
=
−
1
l
n
n
∑
i
=
1
n
P
i
j
l
n
(
P
i
j
)
e_{j}=-\frac{1}{ln n}\sum_{i=1}^nP_{ij}ln(P_{ij})
ej=−lnn1i=1∑nPijln(Pij)
由于信息熵越大，信息量越小，所占的权重也越小，由此得出信息效用值得定义：
d
j
=
1
−
e
j
d_{j}=1-e_{j}
dj=1−ej
那么信息效用值越大，信息量就越大。
将信息效用值归一化，即可得到每个指标得熵权：
W
j
=
d
j
∑
j
=
1
n
d
j
W_{j}=\frac{d_{j}}{\sum_{j=1}^nd_{j}}
Wj=∑j=1ndjdj
然后在求优劣解的距离时，乘上对应指标的权重即可。
三、关于熵权法的讨论
熵权法，数据样本就决定了每个指标的权重，可理解为方差越大，信息量就越大，这个指标所占的权重越大，但是有一定的缺陷。例如这个例子：
X 、Y两个指标，用来评定三好学生，X 表示违纪上档案的次数，Y 表示逃课的次数，显然在生活中， X 对评定的影响程度很大，（违纪了基本与三好学生无缘了\滑稽）但是用熵权法的话，几乎所有人的X都是0，那么 X 的方差就很小，权重就很小，这显然是不合理的。
所以论文中最好不要用，但是在比赛中还是比较常用的。
