Kmeans算法是一种经典的无监督学习方法,用于数据聚类。其主要目标是将数据集分成预先指定数量的簇,使得每个簇内的数据点彼此相似,而不同簇之间的数据点差异较大。Python语言因其易读性和丰富的数据分析库,特别适合实现Kmeans算法。借助于scikit-learn
库,我们可以方便地创建和应用Kmeans模型。在Python 3.5及以上版本中,可以使用sklearn.cluster.KMeans
来实现。首先,导入必要的库:python from sklearn.cluster import KMeans import numpy as np import pandas as pd
然后,准备数据。假设我们有一个名为\"data.csv\"的CSV文件,其中包含要进行聚类的数据:python data = pd.read_csv('data.csv') X = data.iloc[:, :-1] #如果最后一列是标签,这里假设最后一列不是特征
接下来,实例化Kmeans模型并指定簇的数量(K值):python kmeans = KMeans(n_clusters=3)
训练模型使用fit
方法:python kmeans.fit(X)
训练完成后,可以使用predict
方法对新数据进行预测或在原始数据上得到聚类结果:python labels = kmeans.predict(X)
Kmeans算法还有一些可调参数,如初始化方法(默认为\"k-means++\")、最大迭代次数、容忍度等,可以根据需要进行设置。例如,可以将初始化方法设置为随机选择的中心点:python kmeans = KMeans(n_clusters=3, init='random')
在实际应用中,评估聚类效果可以借助外部指标如轮廓系数或Calinski-Harabasz指数:python from sklearn.metrics import silhouette_score #计算轮廓系数 silhouette_score(X, labels)
使用Python实现Kmeans聚类算法
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在实现过程中,Map 阶段负责数据预,Reduce 阶段则簇中心更新。数据传输阶段通过 Shuffl
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代码用的就是标准库+NumPy,没有复杂依赖,上手快。逻辑上先随机选中心,再迭代更新直到收敛,写得比较通俗,适合自己动手抠逻辑。实测下来,数据量不是太大的话,跑得也挺快,调试起来没什么负担。
如果你对聚类感兴趣,顺带也可以看看其它实现,比如KMeans 的 MapReduce 版本,适合大规模数据;或者KMeans 在实际业务中的应用,可以了解怎么落地到项目里。
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用sklearn.cluster.DBSCAN来密度聚类,比自己写逻辑省事多了。调参数也比较灵活,像eps和min_samples这俩一调,效果立马不一样。你可以根据自己的数据多试几下,找出最合适的组合。
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