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python聚类算法是什么

来源:图灵python
时间: 2024-07-04 14:34:42

说明

1、在没有先验经验的情况下,聚类常用于数据探索或挖掘的早期阶段进行探索性分析。

也适用于样本量大的数据预处理。

2、常用的聚类算法分为基于划分、层次、密度、网格、统计、模型等类型的算法。典型算法包括K平均值(经典聚类算法)、DBSCAN、两步聚类等。

聚类分析可以解决的问题包括:数据集可以分为几类,每个类别有多少样本,不同类别中每个变量之间的强度关系,以及不同类别的典型特征。

K均值实例聚类算法

importnumpyasnp
importmatplotlib.pyplotasplt

#两点距离
defdistance(e1,e2):
returnnp.sqrt(e1[0]-e2[0]**2+(e1[1]-e2[1]

#集合中心
defmeans(arr):
returnnp.array([np.mean([e[0]foreinarr]),np.mean([e[1]foreinarr])])

#arr中距离a最远的元素用于初始化聚类中心
deffarthest(k_arr,arr):
f=[0,0]
max_d=0
foreinarr:
d=0
foriinrange(k_arr.__len__()):
d=d+np.sqrt(distance(k_arr[i],e))
ifd>max_d:
max_d=d
f=e
returnf

#arr中距离a最近的元素,用于聚类
defclosest(a,arr):
c=arr[1]
min_d=distance(a,arr[1])
arr=arr[1:]
foreinarr:
d=distance(a,e)
ifd<min_d:
min_d=d
c=e
returnc


if__name__=="__main__":
##生成二维随机坐标,注意手中有数据集的朋友,很容易理解arr更改。
##arr是一个数组,每个元素都是一个二元组,代表坐标
##(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)...]
arr=np.random.randint(100,size=(100,1,2))[:,0,:]

##初始化聚类中心和聚类容器
m=5
r=np.random.randint(arr.__len__()-1)
k_arr=np.array([arr[r]])
cla_arr=[[]]
foriinrange(m-1):
k=farthest(k_arr,arr)
k_arr=np.concatenate([k_arr,np.array([k])])
cla_arr.append([])

##迭代聚类
n=20
cla_temp=cla_arr
foriinrange(n):#迭代n次
foreinarr:#将集合中的每个元素聚集到最近的类别中
ki=0#假设距离第一个中心最近
min_d=distance(e,k_arr[ki])
forjinrange(1,k_arr.__len__()):
ifdistance(e,k_arr[j])<min_d:#找到更近的聚类中心
min_d=distance(e,k_arr[j])
ki=j
cla_temp[ki].append(e)
#对聚类中心进行迭代更新
forkinrange(k_arr.__len__()):
ifn-1==i:
break
k_arr[k]=means(cla_temp[k])
cla_temp[k]=[]

##可视化展示
col=['HotPink','Aqua','Chartreuse','yellow','LightSalmon']
foriinrange(m):
plt.scatter(k_arr[i][0],k_arr[i][1],linewidth=10,color=col[i])
plt.scatter([e[0]foreincla_temp[i]],[e[1]foreincla_temp[i]],color=col[i])
plt.show()

以上是python聚类算法的介绍,希望对大家有所帮助。更多Python学习指导:python基础教程

本文教程操作环境:windows7系统Python 3.9.1,DELL G3电脑。