使用python实现一种可以给各个特征设置权重的kmeans算法,可以返回聚类结果和SSE
时间: 2023-12-14 18:38:55 浏览: 303
下面是使用Python实现可以设置特征权重的kmeans算法,并返回聚类结果和SSE的示例代码:
```python
import numpy as np
from sklearn.cluster import KMeans
class WeightedKMeans:
def __init__(self, n_clusters=8, max_iter=300, random_state=None):
self.n_clusters = n_clusters
self.max_iter = max_iter
self.random_state = random_state
def fit(self, X, weights):
"""
X : array-like or sparse matrix, shape=(n_samples, n_features)
Training instances to cluster.
weights : array-like, shape=(n_features,)
Importance weights for each feature.
Return:
-------
clusters : array, shape=(n_samples,)
Index of the cluster each sample belongs to.
sse : float
Sum of squared errors.
"""
weighted_X = X * weights
kmeans = KMeans(n_clusters=self.n_clusters,
max_iter=self.max_iter,
random_state=self.random_state)
kmeans.fit(weighted_X)
clusters = kmeans.labels_
sse = 0
for i in range(self.n_clusters):
cluster_X = X[clusters == i]
cluster_weighted_X = weighted_X[clusters == i]
centroid = np.average(cluster_weighted_X, axis=0)
sse += np.sum((cluster_X - centroid) ** 2)
return clusters, sse
```
在这个示例代码中,我们使用了scikit-learn提供的KMeans算法作为基础算法,但是对输入数据进行了加权处理,最后返回了聚类结果和SSE。主要步骤如下:
- 初始化WeightedKMeans类,并传入聚类数、最大迭代次数和随机种子等参数。
- 调用fit方法进行聚类计算,传入待聚类的数据X和每个特征的权重weights。
- 在fit方法中,首先对输入数据进行加权处理,得到加权后的特征矩阵weighted_X。
- 然后使用KMeans算法对加权后的特征矩阵进行聚类计算。
- 最后计算聚类结果和SSE,返回给调用者。
使用示例:
```python
# 加载数据
from sklearn.datasets import make_blobs
X, y = make_blobs(n_samples=1000, centers=8, n_features=4, random_state=42)
# 定义特征权重
weights = np.array([0.5, 0.3, 0.1, 0.1])
# 调用WeightedKMeans进行聚类
weighted_kmeans = WeightedKMeans(n_clusters=8, max_iter=300, random_state=42)
clusters, sse = weighted_kmeans.fit(X, weights)
# 输出聚类结果和SSE
print("Cluster labels:\n", clusters)
print("SSE:", sse)
```
这段示例代码中,我们首先使用make_blobs函数生成了一个四维特征的数据集,然后定义了每个特征的权重,最后调用WeightedKMeans进行聚类计算,并输出聚类结果和SSE。
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