可以为我生成一段python下的已知数据点坐标,进行改进近邻传播聚类分析的代码吗?不调用sklearn,返回聚类结果和聚类中心索引
时间: 2024-05-12 08:20:05 浏览: 107
可以,以下是生成数据点坐标并进行改进近邻传播聚类分析的代码:
```python
import numpy as np
# 生成随机数据点坐标
np.random.seed(0)
X = np.random.randn(100, 2)
# 定义改进近邻传播聚类函数
def affinity_matrix(X, alpha=1.0, k=None):
"""
计算相似度矩阵
:param X: 数据点坐标
:param alpha: 控制相似度的参数
:param k: 每个数据点的近邻个数
:return: 相似度矩阵
"""
n = X.shape[0]
S = np.zeros((n, n))
if k is None:
k = n - 1
for i in range(n):
# 计算每个数据点与其他数据点的距离
dist_i = np.linalg.norm(X[i] - X, axis=1)
# 取距离最近的k个点
idx_i = np.argsort(dist_i)[:k]
# 计算相似度
for j in idx_i:
S[i, j] = np.exp(-alpha * dist_i[j])
return S
def improved_affinity_matrix(S, p):
"""
改进的相似度矩阵
:param S: 相似度矩阵
:param p: 控制相似度的参数
:return: 改进的相似度矩阵
"""
n = S.shape[0]
S_new = np.zeros((n, n))
for i in range(n):
idx_i = np.argsort(S[i])[::-1]
sum_j = 0
for j in idx_i[1:]:
if S[i, j] > p * S[i, idx_i[0]]:
S_new[i, j] = S[i, j]
sum_j += S_new[i, j]
S_new[i, idx_i[0]] = S[i, idx_i[0]] - sum_j
return S_new + S_new.T
def cluster(S, delta=1e-5):
"""
进行改进近邻传播聚类
:param S: 相似度矩阵
:param delta: 控制收敛的参数
:return: 聚类结果和聚类中心索引
"""
n = S.shape[0]
A = S + np.eye(n) # 添加自连接
R_old = np.zeros((n, n))
R_new = np.zeros((n, n))
C = np.zeros(n) # 聚类中心
while np.abs(R_new - R_old).sum() > delta:
R_old = R_new.copy()
# 按照公式计算 R
for i in range(n):
idx_i = np.where(A[i] != 0)[0]
t = A[i, idx_i]
t[np.argmax(t)] = 0
R_new[i, idx_i] = (1 - 0.5) * t + 0.5 * R_old[i, idx_i]
R_new[idx_i, i] = (1 - 0.5) * t + 0.5 * R_old[idx_i, i]
# 更新聚类中心
C = np.argmax(R_new, axis=1)
return C, np.unique(C)
# 计算相似度矩阵
S = affinity_matrix(X)
# 改进相似度矩阵
S_new = improved_affinity_matrix(S, 0.5)
# 进行改进近邻传播聚类
labels, centers = cluster(S_new)
# 输出聚类结果和聚类中心索引
print('聚类结果:', labels)
print('聚类中心索引:', centers)
```
代码中先生成了100个随机二维数据点坐标,然后定义了三个函数:`affinity_matrix()`用于计算相似度矩阵,`improved_affinity_matrix()`用于改进相似度矩阵,`cluster()`用于进行改进近邻传播聚类。
在主函数中,先调用`affinity_matrix()`计算相似度矩阵,再调用`improved_affinity_matrix()`改进相似度矩阵,最后调用`cluster()`进行改进近邻传播聚类。最终输出聚类结果和聚类中心索引。
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