机器学习——K近邻算法

机器学习系列文章目录

机器学习——XGBoost算法介绍及代码实现
机器学习——时间序列分析
机器学习——模型融合

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前言

K近邻算法的介绍以及代码实现过程

一、KNN算法原理

二、K-Nearest Neighbors算法特点

• 优点：
  精度高
  对异常值不敏感
  无数据输入假定

• 缺点

  计算复杂度高
  空间复杂度高

• 适用数据范围

  数值型和标称型

三、工作原理

• 存在一个样本数据集合，也称作训练样本集，并且样本集中每个数据都存在标签，即我们知道样本集中每个数据与所属分类的对应关系。

• 输入没有标签的新数据后，将新数据的每个特征与样本集中数据对应的特征进行比较，然后算法提取样本集中特征最相似数据（最近邻）的分类标签。

• 一般来说，只选择样本数据集中前N个最相似的数据。K一般不大于20，最后，选择k个中出现次数最多的分类，作为新数据的分类。

四、K值得选择

• 如果选择较小的K值

  “学 习”的近似误差（approximation error)会减小，但 “学习”的估计误差（estimation error) 会增大
  噪声敏感
  K值的减小就意味着整体模型变得复杂，容易发生过 拟合.

• 如果选择较大的K值

  减少学习的估计误差，但缺点是学习的近似误差会增大.
  K值的增大 就意味着整体的模型变得简单.

五、代码实现

kNN中的分类算法：
def classify0(inX, dataSet, labels, k):
    dataSetSize = dataSet.shape[0]
    diffMat = tile(inX, (dataSetSize,1)) - dataSet
    sqDiffMat = diffMat**2
    sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1)
    distances = sqDistances**0.5
    sortedDistIndicies = distances.argsort()     
    classCount={}          
    for item in range(k):
        voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[item]]
        classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel,0) + 1
    sortedClassCount = sorted(classCount.iteritems(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)
    return sortedClassCount[0][0]