k-means 聚类算法思想先随机选择k个聚类中心,把集合里的元素与最近的聚类中心聚为一类,得到一次聚类,再把每一个类的均值作为新的聚类中心重新聚类,迭代n次得到最终结果分步解析

一、初始化聚类中心

首先随机选择集合里的一个元素作为第一个聚类中心放入容器,选择距离第一个聚类中心最远的一个元素作为第二个聚类中心放入容器,第三、四、、、N个同理,为了优化可以选择距离开方做为评判标准

二、迭代聚类

依次把集合里的元素与距离最近的聚类中心分为一类,放到对应该聚类中心的新的容器,一次聚类完成后求出新容器里个类的均值,对该类对应的聚类中心进行更新,再次进行聚类操作,迭代n次得到理想的结果

三、可视化展示

利用 python 第三方库中的可视化工具 matplotlib.pyplot 对聚类后的元素显示(散点图),方便查看结果

python代码实现

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 两点距离
def distance(e1, e2):
  return np.sqrt((e1[0]-e2[0])**2+(e1[1]-e2[1])**2)

# 集合中心
def means(arr):
  return np.array([np.mean([e[0] for e in arr]), np.mean([e[1] for e in arr])])

# arr中距离a最远的元素,用于初始化聚类中心
def farthest(k_arr, arr):
  f = [0, 0]
  max_d = 0
  for e in arr:
    d = 0
    for i in range(k_arr.__len__()):
      d = d + np.sqrt(distance(k_arr[i], e))
    if d > max_d:
      max_d = d
      f = e
  return f

# arr中距离a最近的元素,用于聚类
def closest(a, arr):
  c = arr[1]
  min_d = distance(a, arr[1])
  arr = arr[1:]
  for e in arr:
    d = distance(a, e)
    if d < min_d:
      min_d = d
      c = e
  return c


if __name__=="__main__":
  ## 生成二维随机坐标(如果有数据集就更好)
  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 = [[]]
  for i in range(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
  for i in range(n):  # 迭代n次
    for e in arr:  # 把集合里每一个元素聚到最近的类
      ki = 0    # 假定距离第一个中心最近
      min_d = distance(e, k_arr[ki])
      for j in range(1, k_arr.__len__()):
        if distance(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)
    # 迭代更新聚类中心
    for k in range(k_arr.__len__()):
      if n - 1 == i:
        break
      k_arr[k] = means(cla_temp[k])
      cla_temp[k] = []

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

结果展示

k-means 聚类算法与Python实现代码

总结

标签:
k-means,聚类算法python,k,means算法

免责声明:本站文章均来自网站采集或用户投稿,网站不提供任何软件下载或自行开发的软件! 如有用户或公司发现本站内容信息存在侵权行为,请邮件告知! 858582#qq.com
金钱帮资源网 Copyright www.kbjia.com

评论“k-means 聚类算法与Python实现代码”

暂无“k-means 聚类算法与Python实现代码”评论...

《魔兽世界》大逃杀!60人新游玩模式《强袭风暴》3月21日上线

暴雪近日发布了《魔兽世界》10.2.6 更新内容,新游玩模式《强袭风暴》即将于3月21 日在亚服上线,届时玩家将前往阿拉希高地展开一场 60 人大逃杀对战。

艾泽拉斯的冒险者已经征服了艾泽拉斯的大地及遥远的彼岸。他们在对抗世界上最致命的敌人时展现出过人的手腕,并且成功阻止终结宇宙等级的威胁。当他们在为即将于《魔兽世界》资料片《地心之战》中来袭的萨拉塔斯势力做战斗准备时,他们还需要在熟悉的阿拉希高地面对一个全新的敌人──那就是彼此。在《巨龙崛起》10.2.6 更新的《强袭风暴》中,玩家将会进入一个全新的海盗主题大逃杀式限时活动,其中包含极高的风险和史诗级的奖励。

《强袭风暴》不是普通的战场,作为一个独立于主游戏之外的活动,玩家可以用大逃杀的风格来体验《魔兽世界》,不分职业、不分装备(除了你在赛局中捡到的),光是技巧和战略的强弱之分就能决定出谁才是能坚持到最后的赢家。本次活动将会开放单人和双人模式,玩家在加入海盗主题的预赛大厅区域前,可以从强袭风暴角色画面新增好友。游玩游戏将可以累计名望轨迹,《巨龙崛起》和《魔兽世界:巫妖王之怒 经典版》的玩家都可以获得奖励。