使用带标签的全监督集成学习的方法进行聚类分析,并给出可视化结果以及预测指标的结果完整代码实现
时间: 2024-09-25 21:04:57 浏览: 32
在全监督集成学习中,我们通常会使用有标签的数据集训练多个分类器,如随机森林、支持向量机等,然后将它们的预测结果结合起来进行最终的聚类分析。这里以Python和Scikit-Learn库为例,假设我们有一个数据集`df`,其中包含特征`X`和标签`y`。以下是使用`LabelBinarizer`对标签进行编码,创建`KMeans`模型并集成多个模型的示例:
```python
from sklearn.datasets import make_classification
from sklearn.preprocessing import LabelBinarizer
from sklearn.ensemble import VotingClassifier
from sklearn.cluster import KMeans
import pandas as pd
# 创建数据集
X, y = make_classification(n_samples=1000, n_features=10, n_classes=5, random_state=42)
# 将类别标签转换为二进制表示
lb = LabelBinarizer()
y_encoded = lb.fit_transform(y)
# 创建多个分类器(这里仅用KNN和SVM举例)
classifiers = [
('knn', KNeighborsClassifier()),
('svm', SVC())
]
# 集成学习 - 使用投票法
voting_clf = VotingClassifier(estimators=classifiers, voting='hard')
# 训练每个分类器
for clf_name, clf in classifiers:
voting_clf.fit(X, y_encoded[:, clf_name])
# 预测每个分类器的类别中心
cluster_centers_pred = []
for name, classifier in voting_clf.estimators_:
cluster_centers_pred.append(classifier.predict(KMeans(n_clusters=5).fit_predict(X)))
# 合并预测结果
final_cluster_centers = np.mean(cluster_centers_pred, axis=0)
# 使用KMeans进行实际聚类
kmeans = KMeans(n_clusters=5)
labels = kmeans.fit_predict(X)
# 可视化结果
import matplotlib.pyplot as plt
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels)
plt.show()
# 预测指标
inertia = kmeans.inertia_
silhouette_score = silhouette_score(X, labels)
homogeneity_score = homogeneity_score(labels, y)
completion_score = completion_score(labels, y)
print(f"KMeans inertia: {inertia}")
print(f"Silhouette score: {silhouette_score:.3f}")
print(f"Homogeneity score: {homogeneity_score:.3f}")
print(f"Completeness score: {completion_score:.3f}")
```
请注意,上述代码中的`homogeneity_score`和`completeness_score`是针对标签分配的评价指标,如果您的数据集没有明确的类别标签,可以忽略这部分。
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