人工免疫算法聚类python代码

时间: 2023-11-08 09:01:17 浏览: 42
人工免疫算法聚类是一种基于免疫系统的聚类算法,可以通过抗体的密度和激励度来衡量结果的好坏,具有全局搜索的能力。下面是一个使用Python实现的人工免疫算法聚类的代码示例: ```python import numpy as np from sklearn.datasets import make_blobs # 生成随机数据 X, y = make_blobs(n_samples=200, centers=4, random_state=0) # 计算欧氏距离 def euclidean_distance(x1, x2): return np.sqrt(np.sum((x1 - x2) ** 2)) # 计算相似度矩阵 def calculate_similarity_matrix(X): n_samples = X.shape[0] similarity_matrix = np.zeros((n_samples, n_samples)) for i in range(n_samples): for j in range(n_samples): similarity_matrix[i, j] = euclidean_distance(X[i], X[j]) return similarity_matrix # 计算浓度 def calculate_density(similarity_matrix, delta): density = np.zeros(similarity_matrix.shape[0]) for i in range(similarity_matrix.shape[0]): density[i] = np.sum(similarity_matrix[i] < delta) return density / similarity_matrix.shape[0] # 计算激励度 def calculate_stimulation(density, similarity_matrix): stimulation = np.zeros(density.shape[0]) for i in range(density.shape[0]): stimulation[i] = np.sum(density * (similarity_matrix[i] < delta)) return stimulation # 初始化抗体个体 def initialize_antibodies(n_antibodies, n_features, delta): antibodies = np.random.uniform(low=np.min(X), high=np.max(X), size=(n_antibodies, n_features)) similarity_matrix = calculate_similarity_matrix(antibodies) density = calculate_density(similarity_matrix, delta) stimulation = calculate_stimulation(density, similarity_matrix) return antibodies, density, stimulation # 免疫算法聚类 def artificial_immune_clustering(X, n_clusters, n_iterations, n_antibodies, delta, mutation_rate): n_samples, n_features = X.shape antibodies, density, stimulation = initialize_antibodies(n_antibodies, n_features, delta) for iteration in range(n_iterations): # 免疫选择 selected_indices = np.argsort(stimulation)[-n_clusters:] selected_antibodies = antibodies[selected_indices] # 免疫迁移 migrated_antibodies = np.zeros_like(selected_antibodies) for i in range(n_clusters): migrated_antibodies[i] = selected_antibodies[i] + mutation_rate * np.random.randn(n_features) # 更新抗体 antibodies = np.vstack((antibodies, migrated_antibodies)) similarity_matrix = calculate_similarity_matrix(antibodies) density = calculate_density(similarity_matrix, delta) stimulation = calculate_stimulation(density, similarity_matrix) return antibodies[selected_indices] # 调用人工免疫算法聚类 n_clusters = 4 n_iterations = 100 n_antibodies = 20 delta = 1.0 mutation_rate = 0.1 result = artificial_immune_clustering(X, n_clusters, n_iterations, n_antibodies, delta, mutation_rate) ```

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