用C语言写一个代码,实现大数据中的算法——聚类问题,并写出这个实验的功能描述,画出编程流程图

时间: 2024-10-16 16:04:14 浏览: 35
在C语言中,实现一个简单的K-means聚类算法并不复杂,但这需要一些数学知识和数据结构的理解。以下是简化的K-means算法步骤: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> // 数据点结构体 typedef struct { double x, y; } Point; // 定义簇中心结构体 typedef struct { Point center; int size; } Cluster; // K-means函数 void kmeans(int data[], int n, int k, Cluster centers[], int max_iter) { // 初始化随机簇中心 for (int i = 0; i < k; ++i) { centers[i].center.x = rand() % n; centers[i].center.y = rand() % n; centers[i].size = 0; } // 主循环 for (int iter = 0; iter < max_iter; ++iter) { // 将每个数据点分配到最近的簇 for (int i = 0; i < n; ++i) { double min_dist = DBL_MAX; int closest_cluster = -1; for (int j = 0; j < k; ++j) { double dist = pow(data[i].x - centers[j].center.x, 2) + pow(data[i].y - centers[j].center.y, 2); if (dist < min_dist) { min_dist = dist; closest_cluster = j; } } centers[closest_cluster].size++; data[i].cluster = closest_cluster; // 更新数据点所属簇信息 } // 更新簇中心 for (int i = 0; i < k; ++i) { if (centers[i].size > 0) { double sum_x = 0.0, sum_y = 0.0; for (int j = 0; j < n; ++j) { if (data[j].cluster == i) { sum_x += data[j].x; sum_y += data[j].y; } } centers[i].center.x = sum_x / centers[i].size; centers[i].center.y = sum_y / centers[i].size; } else { // 如果簇为空,随机初始化一个新的簇中心 centers[i].center.x = rand() % n; centers[i].center.y = rand() % n; centers[i].size = 0; } } } } // 示例数据生成 Point generate_random_point() { return (Point){rand() % 100, rand() % 100}; } int main() { int n = 1000; // 样本数 int k = 5; // 簇的数量 int max_iter = 100; // 最大迭代次数 Point *data = malloc(n * sizeof(Point)); for (int i = 0; i < n; ++i) { data[i] = generate_random_point(); } // 运行K-means Cluster centers[k]; kmeans(data, n, k, centers, max_iter); // 打印结果 printf("K-means clustering result:\n"); for (int i = 0; i < k; ++i) { printf("Cluster %d: (%f, %f), Size: %d\n", i, centers[i].center.x, centers[i].center.y, centers[i].size); } free(data); return 0; } ``` 功能描述:这段C代码实现了K-means聚类算法,用于对给定的大规模二维数据集进行分组。它首先生成一定数量的数据点,然后通过迭代的过程将数据点分配到离它们最近的簇中心,同时更新簇中心的位置。最终,程序返回每个簇的中心坐标及其包含的数据点数量。 编程流程图: 1. 创建数据点和簇中心数组 2. 输入样本数据 3. 初始化簇中心(随机选取) 4. 迭代直至达到最大迭代次数或收敛条件 a. 分配每个数据点到最近的簇 b. 更新每个簇的中心 5. 输出结果(簇中心及大小) 6. 释放内存
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