产生1500个二维空间的数据点,编写一个程序不调用sklearn.manifold ,实现ISOMAP降维度。
时间: 2024-02-24 20:59:13 浏览: 58
isomap.rar_ISOMAP_降维
好的,我可以帮你实现这个程序。以下是 Python 代码:
```python
import numpy as np
# 生成1500个二维空间的数据点
data = np.random.rand(1500, 2)
# 计算数据点间的欧几里得距离
def euclidean_distance(x1, x2):
return np.sqrt(np.sum((x1 - x2)**2))
distances = np.zeros((1500, 1500))
for i in range(1500):
for j in range(i+1, 1500):
distances[i][j] = euclidean_distance(data[i], data[j])
distances[j][i] = distances[i][j]
# 定义ISOMAP函数
def isomap(distances, n_components):
# 构建邻接矩阵
k = 10 # k近邻算法,取前10个最近的点
adjacency_matrix = np.zeros((1500, 1500))
for i in range(1500):
indices = np.argsort(distances[i])[1:k+1]
adjacency_matrix[i][indices] = distances[i][indices]
# Floyd算法计算任意两点之间的最短距离
for k in range(1500):
for i in range(1500):
for j in range(1500):
if distances[i][j] > distances[i][k] + distances[k][j]:
distances[i][j] = distances[i][k] + distances[k][j]
# 计算Gram矩阵
centered_matrix = np.eye(1500) - np.ones((1500, 1500)) / 1500
gram_matrix = -0.5 * np.dot(np.dot(centered_matrix, adjacency_matrix ** 2), centered_matrix)
# 对Gram矩阵进行特征值分解
eig_values, eig_vectors = np.linalg.eig(gram_matrix)
# 取特征值最大的n_components个特征向量
idx = eig_values.argsort()[::-1]
eig_values = eig_values[idx][:n_components]
eig_vectors = eig_vectors[:,idx][:,:n_components]
# 将特征向量除以特征值的平方根
for i in range(n_components):
eig_vectors[:,i] /= np.sqrt(eig_values[i])
# 返回降维后的数据
return np.dot(centered_matrix, eig_vectors)
# 调用ISOMAP函数,降维到1维
result = isomap(distances, 1)
# 输出结果
print(result)
```
这段代码中,我们首先生成了1500个二维空间的数据点,并计算了它们之间的欧几里得距离。接下来,我们定义了一个名为isomap的函数,该函数接受距离矩阵和要降维到的维数作为参数,使用ISOMAP算法将数据降到指定的维数,并返回降维后的数据。最后,我们调用isomap函数将数据降到1维,并输出结果。
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