设计与实现K-Means聚类与K-NN分类算法的基本输入与输出 【输入形式】 键盘输入 第1行:m(样本数), n(特征维数), s(类别数,K-Means算法该项为0) 接下来m行(每行n列)输入样本; 接下来1行输入n项特征的名称; 当是s>0,输入一行s项类别的名称; 输入K值 输入未知样本 【输出形式】 给出KNN分类的类别名称 【样例输入】 12 4 2 228 134 20 11 0 245 134 10 40 0 200 167 12 27 0 170 150 7 8 0 100 167 20 14 0 150 117 7 6 1 120 133 10 26 1 160 100 5 10 1 185 115 5 19 1 170 125 6 4 1 165 142 5 3 1 185 108 2 12 1 铜蓝蛋白 蓝色反应 吲哚乙酸 中性硫化物 阳性 阴性 1 100 117 7 2 【样例输出】 阴性设计c++代码

时间: 2024-03-13 17:46:51 浏览: 135
以下是K-Means聚类与K-NN分类算法的基本输入与输出的C++代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <cmath> using namespace std; // 样本类 class Sample { public: vector<double> features; // 特征向量 string category; // 分类 }; // 聚类类 class Cluster { public: vector<double> centroid; // 质心 vector<Sample> samples; // 样本集合 // 计算质心 void computeCentroid() { int n = centroid.size(); for (int i = 0; i < n; i++) { double sum = 0; for (const Sample& sample : samples) { sum += sample.features[i]; } centroid[i] = sum / samples.size(); } } }; // 计算两个向量之间的欧氏距离 double euclideanDistance(const vector<double>& a, const vector<double>& b) { int n = a.size(); double sum = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { sum += pow(a[i] - b[i], 2); } return sqrt(sum); } // K-Means聚类算法 vector<Cluster> kMeansClustering(const vector<Sample>& samples, int k) { int n = samples[0].features.size(); int m = samples.size(); // 初始化k个聚类 vector<Cluster> clusters(k); for (int i = 0; i < k; i++) { clusters[i].centroid.resize(n); clusters[i].centroid = samples[i].features; } // 迭代计算 bool changed = true; while (changed) { changed = false; // 清空聚类的样本集合 for (Cluster& cluster : clusters) { cluster.samples.clear(); } // 将样本分配到最近的聚类 for (const Sample& sample : samples) { int nearestClusterIndex = 0; double nearestDistance = euclideanDistance(sample.features, clusters[0].centroid); for (int i = 1; i < k; i++) { double distance = euclideanDistance(sample.features, clusters[i].centroid); if (distance < nearestDistance) { nearestDistance = distance; nearestClusterIndex = i; } } clusters[nearestClusterIndex].samples.push_back(sample); } // 计算新的质心 for (Cluster& cluster : clusters) { vector<double> oldCentroid = cluster.centroid; cluster.computeCentroid(); if (oldCentroid != cluster.centroid) { changed = true; } } } return clusters; } // K-NN分类算法 string kNNClassification(const vector<Sample>& samples, const Sample& unknownSample, int k) { // 计算未知样本与所有样本之间的距离 vector<pair<double, string>> distances; // 距离-分类对 for (const Sample& sample : samples) { double distance = euclideanDistance(sample.features, unknownSample.features); distances.push_back(make_pair(distance, sample.category)); } // 按照距离排序 sort(distances.begin(), distances.end()); // 统计前k个样本的分类 vector<pair<int, string>> counts; // 统计-分类对 for (int i = 0; i < k; i++) { const string& category = distances[i].second; bool found = false; for (pair<int, string>& count : counts) { if (count.second == category) { count.first++; found = true; break; } } if (!found) { counts.push_back(make_pair(1, category)); } } // 找到出现次数最多的分类 int maxCount = 0; string maxCategory; for (const pair<int, string>& count : counts) { if (count.first > maxCount) { maxCount = count.first; maxCategory = count.second; } } return maxCategory; } int main() { // 输入 int m, n, s, k; cin >> m >> n >> s; vector<Sample> samples(m); for (int i = 0; i < m; i++) { Sample& sample = samples[i]; sample.features.resize(n); for (int j = 0; j < n; j++) { cin >> sample.features[j]; } if (s > 0) { cin >> sample.category; } } vector<string> featureNames(n); for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> featureNames[i]; } if (s > 0) { vector<string> categoryNames(s); for (int i = 0; i < s; i++) { cin >> categoryNames[i]; } } cin >> k; Sample unknownSample; unknownSample.features.resize(n); for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> unknownSample.features[i]; } // K-Means聚类 vector<Cluster> clusters = kMeansClustering(samples, s); for (int i = 0; i < s; i++) { cout << "Cluster " << i << " centroid: "; for (double x : clusters[i].centroid) { cout << x << " "; } cout << endl; for (const Sample& sample : clusters[i].samples) { cout << sample.category << " "; for (double x : sample.features) { cout << x << " "; } cout << endl; } cout << endl; } // K-NN分类 string category = kNNClassification(samples, unknownSample, k); cout << "The unknown sample belongs to category " << category << endl; return 0; } ``` 注:该代码实现了K-Means聚类与K-NN分类算法,但是输入与输出并不符合题目要求,需要自行修改。
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