def kmeans(ds, k): m,n = ds.shape result = np.empty(m, dtype=np.int) cores = np.empty((k,n)) cores = ds[np.random.choice(np.arange(m), k, replace = False)] while True: ''' 1. 计算差值的平方,在第一个维度上重复数据集 ds,得到一个形状为 (m, k, n) 的三维数组。然后使用 reshape(m,k,n) 将这个三维数组转换为一个形状为 (m, k) 的二维数组,最后减去 cores 数组,得到一个形状相同的二维数组 d。 2. 对二维数组 d 在第二个维度上进行求和,然后取每个元素的平方根,得到一个大小为m的一维数组 distance,其中包含了每个数据点与数据集 ds 之间的距离。 3. 找到 distance 数组中每一行(即每个数据点)的最小值的索引,得到一个大小为m的一维数组 index_min,表示每个数据点与数据集 ds 中哪个元素的距离最小。 4. 如果当前计算得到的 index_min 与之前的结果(即之前迭代的结果)完全相同,则返回结果 result 和数据集 cores。这表示已经收敛到稳定的结果,可以提前退出循环。 5. 将整个 index_min 数组赋值给结果列表 result,以更新结果列表。 6. 遍历每个类别(即每个数据集 ds 中的元素)。 6.1 从数据集 ds 中选择与当前类别相同的元素,得到一个包含这些元素的一维数组 items。 6.2 计算一维数组 items 的平均值,并将结果赋值给对应类别的数据集 cores 中的元素。这相当于更新每个类别的均值。 '''补充代码

时间: 2024-04-21 22:22:45 浏览: 10
在给出的`kmeans()`函数中,还缺少一部分代码来完成K-means聚类算法的迭代过程。以下是补充代码: ```python while True: # 1. 计算差值的平方,并根据cores数组计算距离 d = np.sqrt(np.sum((ds[:, np.newaxis, :] - cores)**2, axis=2)) # 2. 计算每个数据点与数据集ds之间的距离 distance = np.sqrt(np.sum(d**2, axis=1)) # 3. 找到每个数据点与数据集ds中最近元素的索引 index_min = np.argmin(distance, axis=1) # 4. 检查是否收敛,如果已经收敛则返回结果 if np.array_equal(index_min, result): return result, cores # 5. 更新结果列表 result = index_min # 6. 更新每个类别的均值 for i in range(k): items = ds[result == i] cores[i] = np.mean(items, axis=0) ``` 这部分代码完成了K-means聚类算法的迭代过程。在每次迭代中,根据当前的聚类中心(cores数组),计算每个数据点与聚类中心的距离,并根据距离将数据点分配到最近的聚类中心。然后,根据分配结果更新结果列表,并更新每个聚类中心的均值。这个过程会重复进行直到收敛(即结果不再变化)。 请注意,这段代码假设输入的`ds`是一个二维Numpy数组,其中每一行代表一个数据点,每一列代表一个特征。`k`表示聚类的簇数。函数返回结果列表`result`和每个聚类的中心坐标数组`cores`。 你可以将这部分代码添加到`kmeans()`函数中,以完成K-means聚类算法的实现。

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代码改进:import numpy as np import pandas as pd import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import make_blobs def distEclud(arrA,arrB): #欧氏距离 d = arrA - arrB dist = np.sum(np.power(d,2),axis=1) #差的平方的和 return dist def randCent(dataSet,k): #寻找质心 n = dataSet.shape[1] #列数 data_min = dataSet.min() data_max = dataSet.max() #生成k行n列处于data_min到data_max的质心 data_cent = np.random.uniform(data_min,data_max,(k,n)) return data_cent def kMeans(dataSet,k,distMeans = distEclud, createCent = randCent): x,y = make_blobs(centers=100)#生成k质心的数据 x = pd.DataFrame(x) m,n = dataSet.shape centroids = createCent(dataSet,k) #初始化质心,k即为初始化质心的总个数 clusterAssment = np.zeros((m,3)) #初始化容器 clusterAssment[:,0] = np.inf #第一列设置为无穷大 clusterAssment[:,1:3] = -1 #第二列放本次迭代点的簇编号,第三列存放上次迭代点的簇编号 result_set = pd.concat([pd.DataFrame(dataSet), pd.DataFrame(clusterAssment)],axis = 1,ignore_index = True) #将数据进行拼接,横向拼接,即将该容器放在数据集后面 clusterChanged = True while clusterChanged: clusterChanged = False for i in range(m): dist = distMeans(dataSet.iloc[i,:n].values,centroids) #计算点到质心的距离(即每个值到质心的差的平方和) result_set.iloc[i,n] = dist.min() #放入距离的最小值 result_set.iloc[i,n+1] = np.where(dist == dist.min())[0] #放入距离最小值的质心标号 clusterChanged = not (result_set.iloc[:,-1] == result_set.iloc[:,-2]).all() if clusterChanged: cent_df = result_set.groupby(n+1).mean() #按照当前迭代的数据集的分类,进行计算每一类中各个属性的平均值 centroids = cent_df.iloc[:,:n].values #当前质心 result_set.iloc[:,-1] = result_set.iloc[:,-2] #本次质心放到最后一列里 return centroids, result_set x = np.random.randint(0,100,size=100) y = np.random.randint(0,100,size=100) randintnum=pd.concat([pd.DataFrame(x), pd.DataFrame(y)],axis = 1,ignore_index = True) #randintnum_test, randintnum_test = kMeans(randintnum,3) #plt.scatter(randintnum_test.iloc[:,0],randintnum_test.iloc[:,1],c=randintnum_test.iloc[:,-1]) #result_test,cent_test = kMeans(data, 4) cent_test,result_test = kMeans(randintnum, 3) plt.scatter(result_test.iloc[:,0],result_test.iloc[:,1],c=result_test.iloc[:,-1]) plt.scatter(cent_test[:,0],cent_test[:,1],color = 'red',marker = 'x',s=100)

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