python聚类分析案例_python 聚类分析实战案例:K-means算法(原理源码)

本文介绍了一种经典的机器学习算法——K-means,并通过Python代码实现对其进行了详细解析。文章首先介绍了K-means算法的基本步骤,包括如何选择初始聚类中心、计算距离并进行数据点分类等关键环节。接着,通过具体的案例展示了如何使用K-means进行数据聚类分析,最后还讨论了该算法的一些局限性。

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K-means算法:

关于步骤:参考之前的博客

关于代码与数据:暂时整理代码如下:后期会附上github地址,上传原始数据与代码完整版,

各种聚类算法的对比:参考连接

Kmeans算法的缺陷

1.聚类中心的个数K 需要事先给定,但在实际中这个 K 值的选定是非常难以估计的,很多时候,事先并不知道给定的数据集应该分成多少个类别才最合适

2.Kmeans需要人为地确定初始聚类中心,不同的初始聚类中心可能导致完全不同的聚类结果。#!usr/bin/env python

#_*_ coding:utf-8 _*_

import random

import math

'''

kMeans:2列数据对比,带有head

'''

#1.load data

def importData():

f = lambda name,b,d: [name, float(b), float(d)]

with open('birth-death-rates.csv', 'r') as inputFile:

return [f(*line.strip().split('\t')) for line in inputFile]

写入文件类型

#2. calculate Distancedef euclideanDistance(x,y):

return math.sqrt(sum([(a-b)**2 for (a,b) in zip(x,y)]))

#L=points,

def partition(points, k, means, d=euclideanDistance):

# print('means={}'.format(means))

thePartition = [[] for _ in means] # list of k empty lists

indices = range(k)

# print('indices={}'.format(indices))

for x in points:

#index为indices索引,调用d函数,计算每个值与聚类中心的距离,将其分类

closestIndex = min(indices, key=lambda index: d(x, means[index]))#实现X与每个Y直接的求解:key=lambda index: d(x, means[index])

thePartition[closestIndex].append(x)

return thePartition#3.寻找收敛点

def mean(points):

''' assume the entries of the list of points are tuples;

e.g. (3,4) or (6,3,1). '''

n = len(points)

# print(tuple(float(sum(x)) / n for x in zip(*points))) #*points将【[1,2],[2,3]】分割出来【1,2】

return tuple(float(sum(x)) / n for x in zip(*points)) #将最开始的[[4, 1], [1, 5]] 经过处理变成[(4, 1),(1, 5)]

def kMeans(points, k, initialMeans, d=euclideanDistance):

oldPartition = []

newPartition = partition(points, k, initialMeans, d)

while oldPartition != newPartition:

oldPartition = newPartition

newMeans = [mean(S) for S in oldPartition]

newPartition = partition(points, k, newMeans, d)

return newPartition

#0.函数调用初始中心点if __name__ == "__main__":

L = [x[1:] for x in importData()] # remove names

# print (str(L).replace('[','{').replace(']', '}'))

import matplotlib.pyplot as plt

'''

plt.scatter(*zip(*L))

plt.show()

'''

import random

k = 3

partition = kMeans(L, k, random.sample(L, k)) #L是集合,K分类个数,random.sample(L, k)中心点

plt.scatter(*zip(*partition[0]), c='b')#[[],[],[]]

plt.scatter(*zip(*partition[1]), c='r')

plt.scatter(*zip(*partition[2]), c='g')

plt.show()

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