Python代码写出c均值算法误差平方和准则函数

时间: 2024-04-17 20:08:23 浏览: 11
以下是Python代码实现c均值算法误差平方和准则函数: ```python import numpy as np def cmeans_error(data, centers, m, p): """ 计算c均值算法误差平方和准则函数 data: 数据集,每一行代表一个样本 centers: 聚类中心,每一行代表一个聚类中心 m: 模糊指数,取值范围为 [1, ∞) p: 范数,取值范围为 [1, ∞)。当 p=2 时,表示欧几里得距离 """ n_samples = data.shape[0] n_centers = centers.shape[0] distances = np.zeros((n_samples, n_centers)) # 计算每个样本与每个聚类中心的距离 for i in range(n_centers): distances[:, i] = np.linalg.norm(data - centers[i], ord=p, axis=1) # 计算隶属度矩阵 u = np.power(distances, -2/(m-1)) u /= np.sum(u, axis=1, keepdims=True) # 计算误差平方和准则函数 J = np.sum(np.power(u, m) * np.power(distances, 2)) return J ``` 其中,`data`是数据集,每一行代表一个样本;`centers`是聚类中心,每一行代表一个聚类中心;`m`是模糊指数,取值范围为 [1, ∞),一般取值为2;`p`是范数,取值范围为 [1, ∞),当 p=2 时,表示欧几里得距离。函数的返回值为误差平方和准则函数的值。

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def kmeans(ds, k): m,n = ds.shape result = np.empty(m, dtype=np.int) cores = np.empty((k,n)) cores = ds[np.random.choice(np.arange(m), k, replace = False)] while True: ''' 1. 计算差值的平方,在第一个维度上重复数据集 ds,得到一个形状为 (m, k, n) 的三维数组。然后使用 reshape(m,k,n) 将这个三维数组转换为一个形状为 (m, k) 的二维数组,最后减去 cores 数组,得到一个形状相同的二维数组 d。 2. 对二维数组 d 在第二个维度上进行求和,然后取每个元素的平方根,得到一个大小为m的一维数组 distance,其中包含了每个数据点与数据集 ds 之间的距离。 3. 找到 distance 数组中每一行(即每个数据点)的最小值的索引,得到一个大小为m的一维数组 index_min,表示每个数据点与数据集 ds 中哪个元素的距离最小。 4. 如果当前计算得到的 index_min 与之前的结果(即之前迭代的结果)完全相同,则返回结果 result 和数据集 cores。这表示已经收敛到稳定的结果,可以提前退出循环。 5. 将整个 index_min 数组赋值给结果列表 result,以更新结果列表。 6. 遍历每个类别(即每个数据集 ds 中的元素)。 6.1 从数据集 ds 中选择与当前类别相同的元素,得到一个包含这些元素的一维数组 items。 6.2 计算一维数组 items 的平均值,并将结果赋值给对应类别的数据集 cores 中的元素。这相当于更新每个类别的均值。 '''补充代码

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