k-means聚类算法 java

k-means是一种常用的聚类算法，它能将数据集划分为k个不重叠的簇。该算法通过迭代的方式不断调整簇中心位置，使得簇内的样本相似度最大化，簇间的样本相似度最小化。

在Java中实现k-means算法，可以使用以下步骤：

1. 初始化k个簇中心，可以随机选择k个样本作为初始簇中心。
2. 对每个数据样本计算其与各个簇中心的距离，并将样本划分到距离最近的簇中。
3. 更新每个簇的中心位置，计算每个簇中样本的均值作为新的簇中心。
4. 重复步骤2和步骤3，直到簇中心不再发生变化或达到最大迭代次数。

以下是一个简单的k-means算法的Java代码示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class KMeans {
    private int k;  // 簇的个数
    private List<Point> points;  // 数据集
    private List<Cluster> clusters;  // 簇集合
    
    public KMeans(int k, List<Point> points) {
        this.k = k;
        this.points = points;
        clusters = new ArrayList<>();
    }
    
    // 初始化簇中心
    private void initializeCentroids() {
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            Cluster cluster = new Cluster(i, points.get(i));
            clusters.add(cluster);
        }
    }
    
    // 计算距离
    private double calculateDistance(Point p1, Point p2) {
        // 根据实际需求选择距离计算方法，如欧氏距离、曼哈顿距离等
        // 这里仅使用欧氏距离作为示例
        return Math.sqrt(Math.pow(p1.getX() - p2.getX(), 2) + Math.pow(p1.getY() - p2.getY(), 2));
    }
    
    // 分配样本到簇
    private void assignPointsToClusters() {
        for (Point point : points) {
            double minDistance = Double.MAX_VALUE;
            Cluster nearestCluster = null;
            for (Cluster cluster : clusters) {
                double distance = calculateDistance(point, cluster.getCentroid());
                if (distance < minDistance) {
                    minDistance = distance;
                    nearestCluster = cluster;
                }
            }
            nearestCluster.addPoint(point);
        }
    }
    
    // 更新簇的中心位置
    private void updateCentroids() {
        for (Cluster cluster : clusters) {
            cluster.updateCentroid();
        }
    }
    
    // 执行k-means算法
    public List<Cluster> run() {
        initializeCentroids();
        
        boolean converged = false;
        while (!converged) {
            assignPointsToClusters();
            updateCentroids();
            
            boolean centroidsChanged = false;
            for (Cluster cluster : clusters) {
                if (cluster.hasChanged()) {
                    centroidsChanged = true;
                    break;
                }
            }
            
            if (!centroidsChanged) {
                converged = true;
            }
        }
        
        return clusters;
    }
}

这是一个简单的k-means实现，通过对数据样本的迭代划分和更新簇中心，最终得到k个聚类簇，并将结果返回。当然，实际应用中可能需要根据具体需求进行扩展和优化。