矢量量化分裂算法C++程序

时间: 2023-10-12 20:08:41 浏览: 47
矢量量化分裂算法(Vector Quantization Splitting Algorithm,简称VQSA)是一种用于将数据压缩的算法。下面是一个简单的C++实现: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> using namespace std; struct point { double x, y; point() {} point(double _x, double _y) : x(_x), y(_y) {} }; const int N = 10000; const int K = 16; // 簇的个数 const int MAX_ITER = 100; // 最大迭代次数 vector<point> data(N); vector<point> centroids(K); // 计算两个点之间的距离 double distance(const point& p1, const point& p2) { double dx = p1.x - p2.x; double dy = p1.y - p2.y; return sqrt(dx * dx + dy * dy); } // 初始化聚类中心 void init() { for (int i = 0; i < K; i++) { centroids[i] = data[i]; } } // 分配每个点到最近的簇 vector<int> assign_clusters() { vector<int> clusters(N); for (int i = 0; i < N; i++) { double min_dist = 1e9; int min_idx = 0; for (int j = 0; j < K; j++) { double dist = distance(data[i], centroids[j]); if (dist < min_dist) { min_dist = dist; min_idx = j; } } clusters[i] = min_idx; } return clusters; } // 更新聚类中心 void update_centroids(const vector<int>& clusters) { vector<int> counts(K, 0); vector<point> sums(K, point(0, 0)); for (int i = 0; i < N; i++) { int c = clusters[i]; counts[c]++; sums[c].x += data[i].x; sums[c].y += data[i].y; } for (int i = 0; i < K; i++) { if (counts[i] > 0) { centroids[i].x = sums[i].x / counts[i]; centroids[i].y = sums[i].y / counts[i]; } } } // 分裂簇 void split_cluster() { int max_idx = 0; double max_dist = 0; for (int i = 0; i < K; i++) { for (int j = i + 1; j < K; j++) { double dist = distance(centroids[i], centroids[j]); if (dist > max_dist) { max_dist = dist; max_idx = i; } } } centroids[max_idx].x += max_dist / 2; centroids[max_idx + 1].x -= max_dist / 2; } // 计算聚类误差平方和 double compute_error(const vector<int>& clusters) { double error = 0; for (int i = 0; i < N; i++) { int c = clusters[i]; error += pow(distance(data[i], centroids[c]), 2); } return error; } int main() { // 生成随机数据 srand(time(0)); for (int i = 0; i < N; i++) { data[i] = point(rand() % 100, rand() % 100); } // 初始化聚类中心 init(); // 迭代优化 for (int iter = 0; iter < MAX_ITER; iter++) { vector<int> clusters = assign_clusters(); update_centroids(clusters); if (iter % 10 == 9) { split_cluster(); } double error = compute_error(clusters); cout << "Iteration " << iter << ", error = " << error << endl; } return 0; } ``` 该程序生成了10000个随机点,将它们分为16个簇,并且在每10次迭代后分裂一个簇。在每次迭代后,程序计算聚类误差平方和并输出。

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