不调用工具包,实现Kmeans聚类,改变不同的K值和距离度量方式,可视化聚类结果

时间: 2024-04-30 19:22:46 浏览: 11
以下是Python实现Kmeans聚类的代码,并可视化聚类结果: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt class KMeans: def __init__(self, k=2, max_iter=100, distance_measure='euclidean'): self.k = k self.max_iter = max_iter self.distance_measure = distance_measure def fit(self, X): self.centroids = X[np.random.choice(X.shape[0], size=self.k, replace=False)] for i in range(self.max_iter): clusters = [[] for _ in range(self.k)] for x in X: distances = [] for c in self.centroids: if self.distance_measure == 'euclidean': distances.append(np.linalg.norm(x - c)) elif self.distance_measure == 'manhattan': distances.append(np.sum(np.abs(x - c))) cluster_index = np.argmin(distances) clusters[cluster_index].append(x) new_centroids = [] for i in range(self.k): new_centroid = np.mean(clusters[i], axis=0) new_centroids.append(new_centroid) if np.allclose(self.centroids, new_centroids): break self.centroids = new_centroids def predict(self, X): y_pred = [] for x in X: distances = [] for c in self.centroids: if self.distance_measure == 'euclidean': distances.append(np.linalg.norm(x - c)) elif self.distance_measure == 'manhattan': distances.append(np.sum(np.abs(x - c))) cluster_index = np.argmin(distances) y_pred.append(cluster_index) return np.array(y_pred) # 生成数据 np.random.seed(0) X = np.vstack((np.random.randn(100, 2) + np.array([2, 2]), np.random.randn(100, 2) + np.array([-2, -2]), np.random.randn(100, 2) + np.array([2, -2]))) y = np.hstack((np.zeros(100), np.ones(100), np.ones(100) * 2)) # 可视化原始数据 plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y) plt.title('Original Data') plt.show() # Kmeans聚类 kmeans = KMeans(k=3, max_iter=100, distance_measure='euclidean') kmeans.fit(X) y_pred = kmeans.predict(X) # 可视化聚类结果 plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y_pred) plt.scatter(kmeans.centroids[:, 0], kmeans.centroids[:, 1], marker='x', s=200, linewidths=3, color='r') plt.title('Kmeans Clustering Result') plt.show() ``` 上述代码中生成了一个包含三个簇的数据集,并且使用Kmeans聚类将其分为三个簇。可以通过改变K值和距离度量方式来尝试不同的聚类结果。

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