機器學習之k means演算法

2021-10-05 22:04:10 字數 1891 閱讀 7690

從資料集中隨機選擇k個聚類樣本作為初始的聚類中心,然後計算資料集中每個樣本到這k個聚類中心的距離,並將此樣本分到距離最小的聚類中心所對應的類中。將所有樣本歸類後,對於每個類別重新計算每個類別的聚類中心即每個類中所有樣本的質心,重複以上操作直到聚類中心不變為止。

k-means存在缺點

1)k-means是區域性最優的,容易受到初始質心的影響

2)同時,k值的選取也會直接影響聚類結果,最優聚類的k值應與樣本資料本身的結構資訊相吻合,而這種結構資訊是很難去掌握,因此選取最優k值是非常困難的。

選取密度最大的作為第乙個類中心,然後選取距離第乙個類中心最遠的作為第二個類中心,然後選取距離兩個類中心都較遠的作為第三個類中心,依次類推。。。

參考**

def

kmeans

(k):

m, n =

100,

20# 構造樣本:100行、20列

x =10* np.random.random(

(m, n)

)# 隨機選擇k個初始中心點

init_cent_sample =

set(

)while

len(init_cent_sample)

< k:

init_cent_sample.add(np.random.randint(

0, m)

) cent = x[

list

(init_cent_sample)

]# 記錄每個樣本的類歸屬

cluster_assessment = np.zeros(

(m,2))

# 記錄每個類的中心點在本次迭代後是否有過改變

cent_changed =

true

while cent_changed:

cent_changed =

false

for j in

range

(m):

# 記錄每個樣本距離最近的類

min_inx =-1

# 記錄每個樣本的最小類距

min_dist = math.inf

for i in

range

(k):

d = distance(x[j]

, cent[i]

)if d < min_dist:

min_dist = d

min_inx = i

# 記錄此樣本的中心點是否發生變化

if min_inx != cluster_assessment[j][0

]:cluster_assessment[j]

= np.array(

[min_inx, min_dist]

) cent_changed =

true

print

(cluster_assessment)

# 更新每個類的中心點:均值

for i in

range

(k):

cent_i_samples = np.where(cluster_assessment[:,

0]== i)

iflen

(cent_i_samples)

>0:

print

(cent_i_samples)

cent[i]

= np.mean(x[cent_i_samples]

, axis=0)

# 計算距離

defdistance

(a, b)

:return math.sqrt(

sum(

pow(a - b,2)

))

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