给定数据集testSet.txt绘制在简化版的SMO算法下生成的分类超平面,以及绘制在完整版的SMO算法下生成的分类超平面;python代码

时间: 2023-12-22 20:03:07 浏览: 29
好的,以下是绘制分类超平面的Python代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 加载数据集 def loadDataSet(fileName): dataMat = [] labelMat = [] fr = open(fileName) for line in fr.readlines(): lineArr = line.strip().split('\t') dataMat.append([float(lineArr[0]), float(lineArr[1])]) labelMat.append(float(lineArr[2])) return dataMat, labelMat # 在样本集中随机选择一个不等于i的整数 def selectJrand(i, m): j = i while (j == i): j = int(np.random.uniform(0, m)) return j # 调整大于H或小于L的alpha值 def clipAlpha(aj, H, L): if aj > H: aj = H if L > aj: aj = L return aj # 简化版SMO算法 def smoSimple(dataMatIn, classLabels, C, toler, maxIter): dataMatrix = np.mat(dataMatIn) labelMat = np.mat(classLabels).transpose() b = 0 m, n = np.shape(dataMatrix) alphas = np.mat(np.zeros((m, 1))) iter = 0 while (iter < maxIter): alphaPairsChanged = 0 for i in range(m): fXi = float(np.multiply(alphas, labelMat).T * (dataMatrix * dataMatrix[i, :].T)) + b Ei = fXi - float(labelMat[i]) if ((labelMat[i] * Ei < -toler) and (alphas[i] < C)) or ((labelMat[i] * Ei > toler) and (alphas[i] > 0)): j = selectJrand(i, m) fXj = float(np.multiply(alphas, labelMat).T * (dataMatrix * dataMatrix[j, :].T)) + b Ej = fXj - float(labelMat[j]) alphaIold = alphas[i].copy() alphaJold = alphas[j].copy() if (labelMat[i] != labelMat[j]): L = max(0, alphas[j] - alphas[i]) H = min(C, C + alphas[j] - alphas[i]) else: L = max(0, alphas[j] + alphas[i] - C) H = min(C, alphas[j] + alphas[i]) if L == H: print('L==H') continue eta = 2.0 * dataMatrix[i, :] * dataMatrix[j, :].T - dataMatrix[i, :] * dataMatrix[i, :].T - dataMatrix[j, :] * dataMatrix[j, :].T if eta >= 0: print('eta>=0') continue alphas[j] -= labelMat[j] * (Ei - Ej) / eta alphas[j] = clipAlpha(alphas[j], H, L) if (abs(alphas[j] - alphaJold) < 0.00001): print('j not moving enough') continue alphas[i] += labelMat[j] * labelMat[i] * (alphaJold - alphas[j]) b1 = b - Ei - labelMat[i] * (alphas[i] - alphaIold) * dataMatrix[i, :] * dataMatrix[i, :].T - labelMat[j] * (alphas[j] - alphaJold) * dataMatrix[i, :] * dataMatrix[j, :].T b2 = b - Ej - labelMat[i] * (alphas[i] - alphaIold) * dataMatrix[i, :] * dataMatrix[j, :].T - labelMat[j] * (alphas[j] - alphaJold) * dataMatrix[j, :] * dataMatrix[j, :].T if (0 < alphas[i]) and (C > alphas[i]): b = b1 elif (0 < alphas[j]) and (C > alphas[j]): b = b2 else: b = (b1 + b2) / 2.0 alphaPairsChanged += 1 print('iter: %d i:%d, pairs changed %d' % (iter, i, alphaPairsChanged)) if (alphaPairsChanged == 0): iter += 1 else: iter = 0 print('iteration number: %d' % iter) return b, alphas # 绘制分类超平面 def plotBestFit(dataMat, labelMat, alphas): dataArr = np.array(dataMat) n = np.shape(dataArr)[0] xcord1 = [] ycord1 = [] xcord2 = [] ycord2 = [] for i in range(n): if int(labelMat[i]) == 1: xcord1.append(dataArr[i, 0]) ycord1.append(dataArr[i, 1]) else: xcord2.append(dataArr[i, 0]) ycord2.append(dataArr[i, 1]) fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111) ax.scatter(xcord1, ycord1, s=30, c='red', marker='s') ax.scatter(xcord2, ycord2, s=30, c='green') # 绘制简化版SMO算法得到的分类超平面 w = np.zeros((2, 1)) for i in range(n): w += np.multiply(alphas[i] * labelMat[i], np.mat(dataMat[i]).T) x = np.arange(-2.0, 12.0, 0.1) y = (-w[0] * x - b) / w[1] ax.plot(x, y) # 绘制完整版SMO算法得到的分类超平面 b, alphas = smoP(dataMat, labelMat, 0.6, 0.001, 40) w = np.zeros((2, 1)) for i in range(n): w += np.multiply(alphas[i] * labelMat[i], np.mat(dataMat[i]).T) x = np.arange(-2.0, 12.0, 0.1) y = (-w[0] * x - b) / w[1] ax.plot(x, y, linestyle='--') plt.xlabel('X1') plt.ylabel('X2') plt.show() # 加载数据集 dataMat, labelMat = loadDataSet('testSet.txt') # 简化版SMO算法 b, alphas = smoSimple(dataMat, labelMat, 0.6, 0.001, 40) # 绘制分类超平面 plotBestFit(dataMat, labelMat, alphas) ``` 上述代码中,`smoSimple()`函数实现了简化版SMO算法,`plotBestFit()`函数用于绘制分类超平面。在`plotBestFit()`函数中,我们先使用简化版SMO算法得到分类超平面,再使用完整版SMO算法得到分类超平面,并将两个分类超平面绘制在同一张图上,其中简化版SMO算法得到的分类超平面为实线,完整版SMO算法得到的分类超平面为虚线。

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