KM算法 C语言实现

时间: 2024-09-19 13:04:38 浏览: 44
K-means(K均值聚类)算法是一种常用的无监督机器学习方法,用于数据分群。下面是K-means算法的一个基本的C语言实现示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> typedef struct Point { double x, y; } Point; double distance(Point a, Point b) { return sqrt(pow(a.x - b.x, 2) + pow(a.y - b.y, 2)); } int assign_cluster(Point* data, int k, Point* centroids) { int cluster_size[k]; for (int i = 0; i < k; i++) { cluster_size[i] = 0; } for (int i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(data[0]); i++) { int min_distance = INT_MAX; int closest_center = -1; for (int j = 0; j < k; j++) { double temp_dist = distance(data[i], centroids[j]); if (temp_dist < min_distance) { min_distance = temp_dist; closest_center = j; } } cluster_size[closest_center]++; } return closest_center; } void update_centroids(Point* data, int k, int* cluster_ids, Point* centroids) { for (int i = 0; i < k; i++) { Point sum = {0, 0}; for (int j = 0; j < sizeof(data)/sizeof(data[0]); j++) { if (cluster_ids[j] == i) { sum.x += data[j].x; sum.y += data[j].y; } } centroids[i].x = sum.x / cluster_size[i]; centroids[i].y = sum.y / cluster_size[i]; } } void kmeans_algorithm(Point* data, int k, int max_iterations, Point* initial_centroids) { Point* centroids = malloc(k * sizeof(Point)); // 初始化质心 int* cluster_ids = malloc(sizeof(int)*sizeof(data)/sizeof(data[0])); // 首次随机选择k个点作为初始质心 for (int i = 0; i < k; i++) { centroids[i] = data[rand() % sizeof(data)/sizeof(data[0])]; } for (int iter = 0; iter < max_iterations; iter++) { // 分配每个点到最近的质心 for (int i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(data[0]); i++) { cluster_ids[i] = assign_cluster(data, k, centroids); } // 更新质心 update_centroids(data, k, cluster_ids, centroids); // 如果质心不再变化,算法停止 bool convergence = true; for (int i = 0; i < k; i++) { if (distance(initial_centroids[i], centroids[i]) > 0.001) { convergence = false; break; } } if (convergence) { break; } } free(cluster_ids); free(centroids); printf("Cluster assignments:\n"); for (int i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(data[0]); i++) { printf("(%.2lf, %.2lf) -> Cluster %d\n", data[i].x, data[i].y, cluster_ids[i]); } } int main() { // 创建数据点... Point data[] = {{1.5, 2.5}, {2.8, 4.8}, {0.9, 2.3}, {4.5, 6.1}}; int k = 2; int max_iterations = 10; Point initial_centroids[] = {{0, 0}, {10, 10}}; // 初始化两个质心 kmeans_algorithm(data, k, max_iterations, initial_centroids); return 0; } ``` 这段代码首先定义了距离计算函数和K-means的基本步骤,包括数据点分配到簇、更新质心以及判断算法是否收敛。在主函数中,我们创建了一些示例数据并执行了K-means算法。 请注意,这是一个非常基础的实现,实际项目中可能需要处理更多的边界条件和优化细节。
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