又件kmeans_ test_ data.xIsx中仔储有600余数据件个,母一杀数据有 两个属性,用kmeans舁法将所有的数据力别划分为突,4奕,5奕, 6类四种情况,分别计算各个分类点到该类均值中的距离平方总和,并以此绘制出划分为3类, 4类, 5类, 6类时距离平方总和的折线图,判 断该数据样本最适合分为多少类。假设数据样本之间的相似性用欧式距离表示。将四种情况分类的结果分别用不同颜色的数据点的方式表 示。不得直接调用kmeans函数。

时间: 2024-02-11 09:05:53 浏览: 23
好的,这是一个关于数据聚类的问题。根据您提供的信息,我可以给出以下解决方案: 1. 首先,我们需要读取数据,可以使用pandas库中的read_csv函数来读取数据文件kmeans_test_data.xIsx。 ``` import pandas as pd data = pd.read_csv('kmeans_test_data.xIsx', header=None, sep='\s+') ``` 这里假设数据文件中没有列名,且数据之间用空格分隔。 2. 接着,我们需要实现kmeans聚类算法。这里我们可以使用numpy库来进行矩阵计算,先随机初始化聚类中心,然后迭代更新聚类中心和每个数据点所属的聚类,直到聚类中心不再变化或者达到最大迭代次数。 ``` import numpy as np def kmeans(data, k, max_iter=100): n, m = data.shape centroids = data[np.random.choice(n, k, replace=False)] for _ in range(max_iter): distances = np.linalg.norm(data[:, np.newaxis, :] - centroids, axis=2) labels = np.argmin(distances, axis=1) new_centroids = np.array([data[labels == i].mean(axis=0) for i in range(k)]) if np.allclose(centroids, new_centroids): break centroids = new_centroids return centroids, labels ``` 这里k表示聚类的个数,max_iter表示最大迭代次数,默认为100。 3. 接下来,我们可以分别调用kmeans函数来进行聚类,并计算每个数据点到其所属聚类中心的距离平方和。 ``` import matplotlib.pyplot as plt ks = [3, 4, 5, 6] dist_sums = [] for k in ks: centroids, labels = kmeans(data.values, k) distances = np.linalg.norm(data.values - centroids[labels], axis=1)**2 dist_sum = distances.sum() dist_sums.append(dist_sum) plt.scatter([k]*len(distances), distances, c=labels, cmap='viridis') plt.plot(ks, dist_sums, marker='o') plt.xlabel('Number of clusters') plt.ylabel('Sum of squared distances') plt.show() ``` 这里使用了matplotlib库来绘制折线图和散点图。其中,ks表示聚类的个数列表,dist_sums用来保存不同聚类个数下的距离平方和,labels表示每个数据点所属的聚类。 4. 最后,我们可以观察绘制的折线图,找到拐点所对应的聚类个数,即为最适合的聚类个数。 以上就是解决该问题的完整方案。

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import numpy as np import pandas as pd from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.preprocessing import StandardScaler from scipy.spatial.distance import cdist import matplotlib.pyplot as plt from pandas import DataFrame from sklearn.decomposition import PCA plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签 plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号 pd.set_option('display.max_rows', None)#显示全部行 pd.set_option('display.max_columns', None)#显示全部列 np.set_printoptions(threshold=np.inf) pd.set_option('display.max_columns', 9000) pd.set_option('display.width', 9000) pd.set_option('display.max_colwidth', 9000) df = pd.read_csv(r'附件1.csv',encoding='gbk') X = np.array(df.iloc[:, 1:]) X=X[0:,1:] k=93 kmeans_model = KMeans(n_clusters=k, random_state=123) fit_kmeans = kmeans_model.fit(X) # 模型训练 #查看聚类结果 kmeans_cc = kmeans_model.cluster_centers_ # 聚类中心 print('各类聚类中心为:\n', kmeans_cc) kmeans_labels = kmeans_model.labels_ # 样本的类别标签 print('各样本的类别标签为:\n', kmeans_labels) r1 = pd.Series(kmeans_model.labels_).value_counts() # 统计不同类别样本的数目 print('最终每个类别的数目为:\n', r1) # 输出聚类分群的结果 # cluster_center = pd.DataFrame(kmeans_model.cluster_centers_, # columns=[ str(x) for x in range(1,94)]) # 将聚类中心放在数据框中 # cluster_center.index = pd.DataFrame(kmeans_model.labels_). \ # drop_duplicates().iloc[:, 0] # 将样本类别作为数据框索引 # print(cluster_center)代码解释

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