K近邻算法

k-近邻算法是分类数据最简单有效的算法

基本原理:

k近邻的意思就是在已知样本集合中找到与要测试的点的最近的k个点,选择k个点中出现次数最多的分类作为该点的类别标签。通常k是不大于20的整数,太大了需要很大的计算量。

距离的计算:

距离的计算方法可以自定义,这里常用的欧氏距离作为计算的方式
A,B两间时间的距离为

x=(a0b0)2+(a1b1)2

例如,点(0,0,0)和点(1,1,1)之间的距离是
3=01)2+(01)2+012

归一化处理

在进行距离计算的时候,由于每个维度上的数据范围可能差别很大,就需要对数据进行归一化处理。通常使用的方法就是获取到每个维度的最大值最小值,从而得到数据的范围,然后用当前数据去除数据范围得到【0,1】区间的一个数值,这样得到的是每个维度上数据的影响是一致的。
具体计算流程:
range=maxmin
newdata=olddataminrange

错误率

在验证分类器的正确性是会用到错误率
错误率就是用分类器给出的错误结果的总数除以测试总数

其中所使用到的代码资源以及详细注释

  1. 约会分类:https://code.youkuaiyun.com/snippets/2591922.git

  2. 手写识别:https://code.youkuaiyun.com/snippets/2592501.git

k近邻算法的优缺点

优点:精确度高,对异常数据不敏感,无数据输入假定
缺点:计算复杂度高。空间复杂度高
要存储全部已知的样本数据,在每次分类的时候要计算全部的举例,所以时间复杂度和空间复杂度高
适用数据类型:数值型和标称型

所需的测试数据:http://download.youkuaiyun.com/download/yin_hei/10023432

### k近邻算法原理 k近邻算法(KNN算法),最初由Thomas等人在1967年提出[^2],核心思想在于通过计算未知样本与其他已知样本之间距离来判断未知样本的类别。对于给定的一个测试样本 \( X_{test} \),算法会找到训练集中与其最相近的\( k \)个邻居,并根据这些邻居的多数表决结果决定该测试样本所属的类别。 #### 参数说明 - **K**: 表示选取多少个最近邻参与决策过程。通常情况下,\( k \)是一个不超过20的小整数值[^3]。 - **距离度量方法**: 用于衡量两个样本间的相似程度。常见的有欧氏距离、曼哈顿距离等不同方式[^1]。 当确定了合适的\( k \)值之后,在实际操作中还需要考虑如何处理平局情况以及是否采用加权机制等问题。例如,可以通过赋予较近距离更高的权重来进行更精确的选择。 ### 实现步骤 以下是利用Python实现简单的KNN分类器的例子: ```python from collections import Counter import numpy as np def euclidean_distance(x1, x2): """ 计算两点间欧式距离 """ return np.sqrt(np.sum((x1 - x2)**2)) class KNearestNeighbors: def __init__(self, k=3): self.k = k def fit(self, X_train, y_train): self.X_train = X_train self.y_train = y_train def predict(self, X_test): predictions = [] for test_point in X_test: distances = [euclidean_distance(test_point, train_point) for train_point in self.X_train] # 获取最小距离索引列表 nearest_indices = sorted(range(len(distances)), key=lambda i: distances[i])[:self.k] # 统计各类标签数量 labels_count = Counter([self.y_train[index] for index in nearest_indices]) # 添加预测结果到返回数组里 most_common_label = labels_count.most_common(1)[0][0] predictions.append(most_common_label) return predictions ``` 此段代码定义了一个名为`KNearestNeighbors` 的类,实现了基本的功能,包括初始化设置\( k \)值(`__init__`)、拟合模型(`fit`) 和做出预测 (`predict`) 。其中 `euclidean_distance()` 函数用来计算两向量之间欧几里得距离
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值