使用python实现knn算法_使用python实现KNN算法

时间: 2023-07-30 07:10:33 浏览: 45
KNN算法是一种常见的分类算法,可以通过计算待分类样本与训练集中各样本之间的距离,将待分类样本归为距离最近的K个训练集样本所属的类别。下面是使用Python实现KNN算法的步骤: 1. 导入必要的库 ```python import numpy as np from collections import Counter ``` 2. 定义KNN函数 ```python def knn(x_train, y_train, x_test, k): """ x_train: 训练集特征 y_train: 训练集标签 x_test: 待分类样本特征 k: 选取的K值 """ # 计算待分类样本与训练集样本之间的距离 distances = [] for i in range(len(x_train)): distance = np.sqrt(np.sum(np.square(x_test - x_train[i, :]))) distances.append(distance) # 根据距离排序,选取距离最近的K个样本 nearest = np.argsort(distances)[:k] # 统计K个样本所属的类别,选择出现次数最多的类别作为待分类样本的类别 counts = Counter(y_train[nearest]) return counts.most_common(1)[0][0] ``` 3. 加载数据集 ```python def load_dataset(): """ 加载数据集 """ # 生成随机数据 x_train = np.random.rand(10, 2) y_train = np.random.randint(0, 2, 10) x_test = np.random.rand(1, 2) return x_train, y_train, x_test ``` 4. 进行测试 ```python x_train, y_train, x_test = load_dataset() k = 3 prediction = knn(x_train, y_train, x_test, k) print("预测结果为:", prediction) ``` 以上就是使用Python实现KNN算法的基本步骤,你可以根据自己的实际需求进行相应的修改和扩展。

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KNN(K-近邻)分类算法的python实现如下: 1. 导入必要的库 python from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier from sklearn.datasets import load_iris # 用于测试的鸢尾花数据集 from sklearn.model_selection import train_test_split # 用于将数据集划分为训练集和测试集 from sklearn.metrics import accuracy_score # 用于计算分类准确率 2. 加载测试数据集 python iris = load_iris() # 加载鸢尾花数据集 X, y = iris.data, iris.target # 获取数据和标签 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) # 将数据集划分为训练集和测试集,测试集占比为30% 3. 创建KNN分类器 python knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=3) # 创建KNN分类器,设置K=3 4. 训练模型 python knn.fit(X_train, y_train) # 使用训练集对KNN分类器进行训练 5. 进行预测 python y_pred = knn.predict(X_test) # 使用测试集进行预测 6. 计算分类准确率 python accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) # 计算分类准确率 print('Accuracy:', accuracy) # 输出分类准确率 完整代码如下: python from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score iris = load_iris() X, y = iris.data, iris.target X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=3) knn.fit(X_train, y_train) y_pred = knn.predict(X_test) accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print('Accuracy:', accuracy) 运行结果如下: Accuracy: 1.0 说明该KNN分类器在测试集上分类准确率为100%。
KNN算法是一种基本的分类与回归算法,是一种基于实例的学习方法。下面是用Python实现KNN算法的示例代码: python import numpy as np from collections import Counter class KNN: def __init__(self, k): self.k = k def fit(self, X, y): self.X_train = X self.y_train = y def predict(self, X): y_pred = [self._predict(x) for x in X] return np.array(y_pred) def _predict(self, x): # 计算距离 distances = [np.sqrt(np.sum((x - x_train) ** 2)) for x_train in self.X_train] # 获得k个最近邻的标签 k_idx = np.argsort(distances)[:self.k] k_labels = [self.y_train[i] for i in k_idx] # 投票 most_common = Counter(k_labels).most_common(1) return most_common[0][0] 上面的代码实现了一个KNN类,包括fit方法和predict方法。其中,fit方法用于训练模型,传入训练集的特征X和标签y;predict方法用于预测测试集的标签。在_predict方法中,首先计算测试样本和每个训练样本之间的距离,然后选取距离最近的k个训练样本,统计它们的标签,最后返回出现次数最多的标签作为预测结果。 使用示例: python from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score # 加载数据集 iris = load_iris() X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(iris.data, iris.target, test_size=0.2, random_state=42) # 创建KNN对象 knn = KNN(k=3) # 训练模型 knn.fit(X_train, y_train) # 预测测试集 y_pred = knn.predict(X_test) # 计算准确率 accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print('Accuracy:', accuracy) 上面的代码使用sklearn库中的iris数据集作为例子,将数据集分为训练集和测试集,创建KNN对象,训练模型,预测测试集,并计算准确率。
KNN(K-Nearest Neighbors)算法是一种常用的分类算法,它的基本思想是找到距离待分类样本最近的K个已知类别的样本点,然后将待分类样本归为出现最多的类别。 下面是Python实现KNN算法对鸢尾花分类的代码: python import numpy as np from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score class KNN: def __init__(self, k): self.k = k def fit(self, X_train, y_train): self.X_train = X_train self.y_train = y_train def predict(self, X_test): y_pred = [] for x in X_test: distances = [] for i in range(len(self.X_train)): distance = np.sqrt(np.sum((x - self.X_train[i]) ** 2)) distances.append((distance, self.y_train[i])) distances = sorted(distances) k_nearest_neighbors = distances[:self.k] k_nearest_neighbors_labels = [label for _, label in k_nearest_neighbors] most_common_label = max(set(k_nearest_neighbors_labels), key=k_nearest_neighbors_labels.count) y_pred.append(most_common_label) return y_pred data = load_iris() X = data.data y = data.target X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2) model = KNN(k=5) model.fit(X_train, y_train) y_pred = model.predict(X_test) accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print("Accuracy:", accuracy) 上述代码首先导入必要的库,然后定义了一个KNN类,其中__init__方法初始化了一个K值,fit方法用于训练模型,predict方法用于对测试样本进行预测。在predict方法中,首先计算测试样本与训练样本之间的距离,然后将距离最近的K个样本点的标签保存到一个列表中,最后统计标签列表中出现最多的标签作为预测结果。 接下来,我们加载鸢尾花数据集并将其分为训练集和测试集。然后,我们使用KNN模型对训练集进行训练,并使用测试集进行预测。最后,我们计算模型的精度并打印出来。
使用KNN算法预测鲍鱼的年龄需要进行以下步骤: 1. 导入数据集,对数据进行预处理,例如特征缩放和数据清洗。 2. 将数据集分为训练集和测试集,一般是将80%的数据作为训练集,20%的数据作为测试集。 3. 使用scikit-learn库中的KNeighborsRegressor算法进行建模和训练。这里需要注意K值的选择,一般需要通过交叉验证等方式来进行确定。 4. 使用测试集进行模型评估,可以使用均方误差等指标来进行评估。如果评估效果不好,可以调整K值或者使用其他算法进行建模。 5. 使用训练好的模型对新数据进行预测。 下面是一个简单的代码示例: python from sklearn.neighbors import KNeighborsRegressor from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_squared_error import pandas as pd # 导入数据集 data = pd.read_csv('abalone.csv') # 对数据进行预处理 X = data.iloc[:, :-1] y = data.iloc[:, -1] X = (X - X.mean()) / X.std() # 将数据集分为训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) # 建立KNN模型 knn = KNeighborsRegressor(n_neighbors=5) knn.fit(X_train, y_train) # 使用测试集进行模型评估 y_pred = knn.predict(X_test) mse = mean_squared_error(y_test, y_pred) print("均方误差为:", mse) # 使用训练好的模型对新数据进行预测 new_data = pd.DataFrame({'Length': [0.5, 0.6, 0.7], 'Diameter': [0.4, 0.5, 0.6], 'Height': [0.1, 0.2, 0.3], 'Whole weight': [0.1, 0.2, 0.3], 'Shucked weight': [0.05, 0.1, 0.15], 'Viscera weight': [0.03, 0.04, 0.05], 'Shell weight': [0.05, 0.06, 0.07]}) new_data = (new_data - X.mean()) / X.std() y_pred_new = knn.predict(new_data) print("预测结果为:", y_pred_new) 需要注意的是,这只是一个简单的KNN算法预测鲍鱼年龄的示例,实际上预测鲍鱼年龄还需要进行更多的特征工程和模型调参。

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