機器學習實戰 KNN演算法(K近鄰)

2021-10-02 07:53:30 字數 1167 閱讀 3232

演算法實現

演算法應用舉例

k近鄰演算法是機器學習最簡單的演算法之一,也是機器學習的初步,其主要通過大量的資料分析,判斷一組未知資料和各資料的距離,從而對一組未知資料進行相應的歸類。

而所謂k最近鄰,就是k個最近的鄰居的意思,說的是每個樣本都可以用它最接近的k個鄰居來代表。所以knn演算法並不是十分完美。

例如下圖,我們有兩類資料,用紅三角和藍方塊表示,對於未知資料綠圓圈,將其劃歸為上述兩類資料的一類就是k近鄰所解決的問題

針對上圖,運用knn思想,對綠圓圈分類:

如果k=3,由於紅色三角形所佔比例為2/3,綠色圓將被賦予紅色三角形那個類;

如果k=5,由於藍色四方形比例為3/5,因此綠色圓被賦予藍色四方形類。

所以在利用knn演算法判斷類別時k的取值很重要。knn演算法主要依據鄰近的k個樣本來進行類別的判斷。然後依據k個樣本**現次數最多的類別作為未知樣本的類別。

1.簡單,易於理解,易於實現,無需估計引數,無需訓練;

2. 適合對稀有事件進行分類;

3.特別適合於多分類問題

該演算法在分類時有個主要的不足是,當樣本不平衡時,如乙個類的樣本容量很大,而其他類樣本容量很小時,有可能導致當輸入乙個新樣本時,該樣本的k個鄰居中大容量類的樣本占多數。 該演算法只計算「最近的」鄰居樣本,某一類的樣本數量很大,那麼或者這類樣本並不接近目標樣本,或者這類樣本很靠近目標樣本。無論怎樣,數量並不能影響執行結果。

該方法的另乙個不足之處是計算量較大,因為對每乙個待分類的文字都要計算它到全體已知樣本的距離,才能求得它的k個最近鄰點。

可理解性差,無法給出像決策樹那樣的規則

1.對資料進行分類和預處理

2.設定訓練組和測試組

3.設定k值(先隨機設定,在後期演算法完成後多次修改,找到最合適的k值)

4.算出某測試資料和訓練資料之間的距離

5.對距離進行公升序排序

6.選取前k個資料,並進行統計所需要分類的次數,次數多的,即為該資料的所分類別

7.讓該測試資料原類別和演算法所得類別進行比較

8.將所有測試資料依次執行步驟4,5,6,7,並進行正確率次數統計,得到正確率

9.多次修改k值,使得正確率盡量最高化,得到結果的準確性自然會變高

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