python kmeans聚类简单介绍和实现代码

yipeiwu_com6年前Python基础

一、k均值聚类的简单介绍

假设样本分为c类,每个类均存在一个中心点,通过随机生成c个中心点进行迭代,计算每个样本点到类中心的距离(可以自定义、常用的是欧式距离)  

将该样本点归入到最短距离所在的类,重新计算聚类中心,进行下次的重新划分样本,最终类中心不改变时,聚类完成   

二、伪代码  

三、python代码实现  

#!/usr/bin/env python 
# coding=utf-8 
 
import numpy as np 
import random 
import matplotlib.pyplot as plt 
 
#data:numpy.array dataset 
#k the number of cluster 
def k_means(data,k): 
   
  #random generate cluster_center 
  sample_num=data.shape[0] 
  center_index=random.sample(range(sample_num),k) 
  cluster_cen=data[center_index,:] 
 
  is_change=1 
  cat=np.zeros(sample_num) 
   
 
  while is_change: 
    is_change=0 
 
    for i in range(sample_num): 
      min_distance=100000 
      min_index=0 
 
      for j in range(k): 
        sub_data=data[i,:]-cluster_cen[j,:] 
        distance=np.inner(sub_data,sub_data) 
        if distance<min_distance: 
          min_distance=distance 
          min_index=j+1 
 
      if cat[i]!=min_index: 
        is_change=1 
        cat[i]=min_index 
    for j in range(k): 
      cluster_cen[j]=np.mean(data[cat==(j+1)],axis=0) 
 
  return cat,cluster_cen 
 
 
if __name__=='__main__': 
 
  #generate data 
  cov=[[1,0],[0,1]] 
  mean1=[1,-1] 
  x1=np.random.multivariate_normal(mean1,cov,200) 
 
  mean2=[5.5,-4.5] 
  x2=np.random.multivariate_normal(mean2,cov,200) 
 
  mean3=[1,4] 
  x3=np.random.multivariate_normal(mean3,cov,200) 
 
  mean4=[6,4.5] 
  x4=np.random.multivariate_normal(mean4,cov,200) 
 
  mean5=[9,0.0] 
  x5=np.random.multivariate_normal(mean5,cov,200) 
   
  X=np.vstack((x1,x2,x3,x4,x5)) 
   
  #data distribution 
  fig1=plt.figure(1) 
  p1=plt.scatter(x1[:,0],x1[:,1],marker='o',color='r',label='x1') 
  p2=plt.scatter(x2[:,0],x2[:,1],marker='+',color='m',label='x2') 
  p3=plt.scatter(x3[:,0],x3[:,1],marker='x',color='b',label='x3') 
  p4=plt.scatter(x4[:,0],x4[:,1],marker='*',color='g',label='x4') 
  p5=plt.scatter(x5[:,0],x4[:,1],marker='+',color='y',label='x5') 
  plt.title('original data') 
  plt.legend(loc='upper right') 
   
  cat,cluster_cen=k_means(X,5)    
 
  print 'the number of cluster 1:',sum(cat==1) 
  print 'the number of cluster 2:',sum(cat==2) 
  print 'the number of cluster 3:',sum(cat==3) 
  print 'the number of cluster 4:',sum(cat==4) 
  print 'the number of cluster 5:',sum(cat==5) 
 
   
  fig2=plt.figure(2) 
  for i,m,lo,label in zip(range(5),['o','+','x','*','+'],['r','m','b','g','y'],['x1','x2','x3','x4','x5']): 
 
    p=plt.scatter(X[cat==(i+1),0],X[cat==(i+1),1],marker=m,color=lo,label=label) 
  plt.legend(loc='upper right') 
  plt.title('the clustering result') 
  plt.show() 

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python查看微信撤回消息代码

Python查看微信撤回消息代码

微信(WeChat) 是腾讯公司于2011年1月21日推出的一个为智能终端提供即时通讯服务的免费应用程序,由张小龙所带领的腾讯广州研发中心产品团队打造 。在互联网飞速发展的下、民众的需求...

Python读取Pickle文件信息并计算与当前时间间隔的方法分析

本文实例讲述了Python读取Pickle文件信息并计算与当前时间间隔的方法。分享给大家供大家参考,具体如下: python—–读取Pickle文件信息计算出与当前的时间间隔 生成h_d...

把vgg-face.mat权重迁移到pytorch模型示例

最近使用pytorch时,需要用到一个预训练好的人脸识别模型提取人脸ID特征,想到很多人都在用用vgg-face,但是vgg-face没有pytorch的模型,于是写个vgg-face....

Django在Win7下的安装及创建项目hello word简明教程

python广受欢迎的编程语言之一,本文简述了python 的django 框架安装与开发。 Django在Win7下的安装及创建项目hello word,相对而言非常简单,这里直接给出...

python3安装crypto出错及解决方法

首先我用的python3.5的版本 问题的由来,我想通过python去实现RSA加密算法时,破解某网站的js加密认证,网上说需要安装pycrypto,我就去进行pip安装了 pip...