集体智慧编程中的分级聚类学习

本文详细介绍了层次聚类算法的基本原理及其实现过程。通过构建一个表示聚类的类bicluster,文章逐步讲解了如何从原始数据开始,通过不断合并最相似的簇来形成层次结构,最终得到整个数据集的聚类结果。

本人比较笨,下面写下看过这本书这一节后的思路。

处理的数据格式是data,是一个列表,列表元素是列表,子列表为每个样本的向量表示形式。


思路:

1.把所有点做成聚类,放入到初始聚类集clust(列表)中。

clust=[bicluster(row[i],id=i) for i in range(len(rows))]  #bicluster是一个表示聚类的类class


2.遍历每一个配对,寻找最小距离,将最小距离的两个聚类,组成一个聚类

判断条件:聚类集的长度大于1,(每次聚类两个。生成一个,删除两个,所以总数一直在减小)


每次都是通过令lowestpair=(0,1),closest=distance(clust[0].vec,clust[1].vec)


3.字典distances用来存储每两个点的相似度距离值{(id1,id2):sim,......}  如果某个点对不在distances中,则放进去


4.比对当前两点i与j的距离d是否小于closest,如果小于,则令closest=d,lowestpair=(i,j)


两层for循环后,就得到了距离最小的对(lowestpair[0],lowestpair[1])

5.计算新的聚类,即两个点的向量分量的平均值,并用bicluster构建新聚类,它的编号为currentclusterid为负数,新生成的聚类都用负数表示


6.不在原始的集合的聚类,其id都为负数,删除lowestpair[0],lowestpair[1]对应的原始聚类,并添加新的聚类


代码如下所示:

class bicluster:
    def __init__(self,vec,left=None,right=None,distance=0.0,id=None):
        self.left=left
        self.vec=vec
        self.right=right
        self.distance=distance
        self.id=id


def hcluster(data,distance=pearson):
    distances={}
    currentclusterid=-1
    clust=[bicluster(data[i],id=i) for i in range(len(data))]


    while(len(clust)>1):
        lowestpair=(0,1)
        closest=distance(clust[0].vec,clust[1].vec)


        for i in range(len(clust)):
            for j in range(i+1,len(clust)):
                if (clust[i].id,clust[j].id) not in distances:
                    distances[(clust[i].id,clust[j].id)]=distance(clust[i].vec,clust[j].vec)


                d=distance(clust[i].vec,clust[j].vec)
                if d<closest:
                    closest=d
                    lowestpair=(i,j)


        mergevec=[(clust[lowestpair[0]].vec[i]+clust[lowestpair[1]].vec[i])/2.0  for i in range(len(clust[0].vec))]


        newcluster=bicluster(mergevec,clust[lowestpair[0]],clust[lowestpair[1]],distance=closest,id=currentclusterid)


        currentclusterid-=1
        del clust[lowestpair[1]]
        del clust[lowestpair[0]]
        clust.append(newcluster)


    return clust[0]








内容概要:本文介绍了一个基于MATLAB实现的无人机三维路径规划项目,采用蚁群算法(ACO)与多层感知机(MLP)相结合的混合模型(ACO-MLP)。该模型通过三维环境离散化建模,利用ACO进行全局路径搜索,并引入MLP对环境特征进行自适应学习与启发因子优化,实现路径的动态调整与多目标优化。项目解决了高维空间建模、动态障碍规避、局部最优陷阱、算法实时性及多目标权衡等关键技术难题,结合并行计算与参数自适应机制,提升了路径规划的智能性、安全性和工程适用性。文中提供了详细的模型架构、核心算法流程及MATLAB代码示例,涵盖空间建模、信息素更新、MLP训练与融合优化等关键步骤。; 适合人群:具备一定MATLAB编程基础,熟悉智能优化算法与神经网络的高校学生、科研人员及从事无人机路径规划相关工作的工程师;适合从事智能无人系统、自动驾驶、机器人导航等领域的研究人员; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机路径规划,如城市物流、灾害救援、军事侦察等场景;②实现飞行安全、能耗优化、路径平滑与实时避障等多目标协同优化;③为智能无人系统的自主决策与环境适应能力提供算法支持; 阅读建议:此资源结合理论模型与MATLAB实践,建议读者在理解ACO与MLP基本原理的基础上,结合代码示例进行仿真调试,重点关注ACO-MLP融合机制、多目标优化函数设计及参数自适应策略的实现,以深入掌握混合智能算法在工程中的应用方法。
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