代码实现:读入PCA降维后的二维鸢尾花数据集,不用调库的方式而是按Kmeans算法描述的过程完成数据集的聚类处理(取 K=2)不得直接调用 sklearn 或其他库中的Kmeans或类似的类和函数),并输出聚类结果(各样本的所属簇编号,以及各簇的聚类中心向量)调用 matplotlib的scatter函数将聚类后各样本以及聚类中心的可视化输出(不同簇内的样本用不同的颜色表示)。调用 sklearn库中的rand_score、fowlkes_mallows_score、davies_bouldin_score函数,计算得到外部指标(RI、FMI)和内部指标(DBI),寻找最佳聚类数K。取K=2~8分别进行Kmeans聚类,并计算每种K取值时的DBI指标(也可以采用轮廓分数),画出折线图,并找出最佳K值。

时间: 2024-03-13 15:46:48 浏览: 81
RAR

基于PCA实现鸢尾花数据集降维【源程序】【Python】

好的,您的问题是关于实现PCA降维后的二维鸢尾花数据集的Kmeans聚类,同时输出聚类结果和可视化图形,并计算外部指标和内部指标,找到最佳聚类数K。我将逐一回答您的问题。 首先,我们需要读入PCA降维后的二维鸢尾花数据集。假设数据集文件名为“iris_pca.csv”,我们可以使用Python的csv模块读取数据集中的数据。 ``` python import csv data = [] with open('iris_pca.csv', 'r') as f: reader = csv.reader(f) for row in reader: data.append([float(x) for x in row]) ``` 接着,我们按照Kmeans算法的描述,实现数据集的聚类处理。具体来说,我们需要首先随机初始化K个聚类中心,然后对于每一个数据点,计算其与这K个聚类中心的距离,并将其归到距离最近的聚类中心所属的簇中。接着,我们需要计算每个簇的新的聚类中心,并重复以上步骤直到聚类中心不再发生变化或者达到最大迭代次数。 ``` python import random import math def kmeans(data, k, max_iter=100): # 随机初始化K个聚类中心 centers = random.sample(data, k) clusters = [[] for i in range(k)] for i in range(max_iter): # 对于每一个数据点,计算其与这K个聚类中心的距离,并将其归到距离最近的聚类中心所属的簇中 for point in data: distances = [math.sqrt(sum([(point[j]-center[j])**2 for j in range(len(point))])) for center in centers] cluster_index = distances.index(min(distances)) clusters[cluster_index].append(point) # 计算每个簇的新的聚类中心 new_centers = [] for cluster in clusters: if len(cluster) == 0: new_centers.append(random.choice(data)) else: new_centers.append([sum([point[j] for point in cluster])/len(cluster) for j in range(len(cluster[0]))]) # 判断聚类中心是否变化,如果不变化则停止迭代 if new_centers == centers: break centers = new_centers clusters = [[] for i in range(k)] # 输出聚类结果(各样本的所属簇编号,以及各簇的聚类中心向量) result = [] for i in range(k): for point in clusters[i]: result.append((point, i)) result.append((centers[i], i)) return result ``` 接着,我们可以调用以上实现的Kmeans算法,对数据集进行聚类处理,并输出聚类结果和可视化图形。具体来说,我们可以使用matplotlib的scatter函数将聚类后各样本以及聚类中心的可视化输出,不同簇内的样本用不同的颜色表示。 ``` python import matplotlib.pyplot as plt result = kmeans(data, 2) # 输出聚类结果(各样本的所属簇编号,以及各簇的聚类中心向量) for point, cluster in result: print(point, cluster) # 调用matplotlib的scatter函数将聚类后各样本以及聚类中心的可视化输出(不同簇内的样本用不同的颜色表示) colors = ['r', 'g', 'b', 'c', 'm', 'y', 'k'] for i in range(2): cluster_points = [point for point, cluster in result if cluster == i] plt.scatter([point[0] for point in cluster_points], [point[1] for point in cluster_points], color=colors[i]) plt.scatter([center[0] for center, cluster in result], [center[1] for center, cluster in result], color='black', marker='+') plt.show() ``` 最后,我们需要计算外部指标和内部指标,寻找最佳聚类数K。具体来说,我们可以使用sklearn库中的rand_score、fowlkes_mallows_score、davies_bouldin_score函数,计算得到外部指标和内部指标,分别对K=2~8取值时进行Kmeans聚类,并计算每种K取值时的DBI指标,画出折线图,并找出最佳K值。 ``` python from sklearn import metrics # 计算rand_score、fowlkes_mallows_score、davies_bouldin_score函数值 def evaluate(data, labels): rand_score = metrics.adjusted_rand_score(data, labels) fowlkes_mallows_score = metrics.fowlkes_mallows_score(data, labels) davies_bouldin_score = metrics.davies_bouldin_score(data, labels) return rand_score, fowlkes_mallows_score, davies_bouldin_score # 对K=2~8取值时进行Kmeans聚类,并计算每种K取值时的DBI指标,画出折线图,并找出最佳K值 scores = [] for k in range(2, 9): result = kmeans(data, k) labels = [cluster for point, cluster in result] dbi = evaluate(data, labels)[2] scores.append(dbi) plt.plot(range(2, 9), scores) plt.xlabel('Number of clusters') plt.ylabel('DBI score') plt.show() best_k = scores.index(min(scores)) + 2 # 选取DBI最小的K值作为最佳聚类数 print('Best K: ', best_k) ``` 至此,我们完成了实现PCA降维后的二维鸢尾花数据集的Kmeans聚类,并输出聚类结果和可视化图形,计算外部指标和内部指标,找到最佳聚类数K的过程。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

Python sklearn库实现PCA教程(以鸢尾花分类为例)

PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)是一种...在鸢尾花分类的例子中,PCA帮助我们将4维数据降维到2维,使得我们能在二维平面上直观地看到不同种类鸢尾花的分布,有助于理解数据和建立有效的分类模型。
recommend-type

python实现PCA降维的示例详解

`fit_transform`方法用于计算PCA并转换数据,返回的是一个新的二维数组,即降维后的数据。最后,降维后的数据被写入一个新的CSV文件'test_PCA.csv'。 PCA在很多场景下都非常有用,比如在高维图像处理中,可以将图像...
recommend-type

利用PCA降维方法处理高光谱图像(matlab)

在高光谱图像处理中,PCA被广泛应用于解决数据的高维性和相关性问题,它能够将原始的高维数据转换为一组线性无关的低维特征向量,同时尽可能保留数据的主要信息。 在MATLAB中,PCA可以通过内置函数`pca()`实现。该...
recommend-type

深圳建工集团员工年度考核管理办法.docx

深圳建工集团员工年度考核管理办法
recommend-type

Elasticsearch核心改进:实现Translog与索引线程分离

资源摘要信息:"Elasticsearch是一个基于Lucene构建的开源搜索引擎。它提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎,基于RESTful web接口。Elasticsearch是用Java语言开发的,并作为Apache许可条款下的开源项目发布,是当前流行的企业级搜索引擎。设计用于云计算中,能够达到实时搜索,稳定,可靠,快速,安装使用方便。" "Elasticsearch的索引线程是处理索引操作的重要部分,负责处理数据的写入、更新和删除等操作。但是,在处理大量数据和高并发请求时,如果索引线程处理速度过慢,就会导致数据处理的延迟,影响整体性能。因此,Elasticsearch采用了事务日志(translog)机制来提高索引操作的效率和可靠性。" "Elasticsearch的事务日志(translog)是一种持久化存储机制,用于记录所有未被持久化到分片中的索引操作。在发生故障或系统崩溃时,事务日志可以确保所有索引操作不会丢失,保证数据的完整性。每个分片都有自己的事务日志文件。" "在Elasticsearch的早期版本中,事务日志的操作和索引线程的操作是在同一个线程中完成的,这可能会导致性能瓶颈。为了解决这个问题,Elasticsearch将事务日志的操作从索引线程中分离出去,使得索引线程可以专注于数据的索引操作,而事务日志的操作可以独立地进行。这样可以大大提高了Elasticsearch的索引性能。" "但是,事务日志的操作是独立于索引操作的,这就需要保证事务日志的操作不会影响到索引操作的性能。因此,在将事务日志从索引线程分离出去的同时,Elasticsearch也引入了一些优化策略,比如批量写入事务日志,减少磁盘I/O操作,以及优化事务日志的数据结构,提高读写效率等。" "需要注意的是,虽然事务日志的分离可以提高索引操作的性能,但是也会增加系统的复杂度和维护难度。因此,开发者在使用这个功能时,需要充分理解其原理和影响,才能确保系统的稳定运行。" "此外,由于这个功能还处于测试和学习阶段,尚未被广泛应用于生产环境,所以开发者在使用时需要谨慎,避免对生产环境造成影响。" "总的来说,Elasticsearch的事务日志的分离是一个重要的优化,可以大大提升索引操作的性能,但是在使用时也需要充分考虑其带来的影响,才能确保系统的稳定运行。"
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

病房呼叫系统设计基础:7个关键架构策略让你一步入门

![病房呼叫系统设计基础:7个关键架构策略让你一步入门](https://zektek.com.mx/wp-content/uploads/2021/03/diagram-enfermeria.jpg) # 摘要 本文对病房呼叫系统进行了深入的概述、需求分析、架构设计、功能实现以及实践应用案例的探讨。通过分析系统架构的重要性、设计原则、模块划分和数据流,确保了系统的高效运行和优化。本文进一步探讨了呼叫信号传输技术、显示与反馈机制、系统安全性与可靠性设计,并分析了系统部署环境、安装调试流程和维护升级策略。最后,文章展望了病房呼叫系统的未来发展趋势,包括智能化、技术融合以及法规遵从与伦理考量,并
recommend-type

Selenium如何获取Shadow DOM下的元素属性?

在Selenium中,获取Shadow DOM下的元素属性通常涉及到两步:首先找到元素,然后访问它的属性。由于Shadow DOM元素默认是不可见的(对于非JavaScript开发者),所以我们需要用JavaScript脚本来获取其内容。 下面是一个示例,展示如何通过Selenium的`execute_script`函数获取Shadow DOM元素的属性: ```python from selenium.webdriver.common.by import By from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait from sel
recommend-type

分享个人Vim与Git配置文件管理经验

资源摘要信息:"conffiles:我的vim和git配置文件" 在给定的文件信息中,我们可以梳理出一些关键知识点,这些知识点主要涉及到了Vim编辑器和Git版本控制系统,同时涉及到了Linux环境下的一些文件操作知识。 首先,文件标题提到了"conffiles",这通常是指配置文件(configuration files)的缩写。配置文件是软件运行时用于读取用户设置或其他运行参数的文件,它们允许软件按照用户的特定需求进行工作。在本例中,这些配置文件是与Vim编辑器和Git版本控制系统相关的。 Vim是一种流行的文本编辑器,是UNIX系统中vi编辑器的增强版本。Vim不仅支持代码编辑,还支持插件扩展、多种模式(命令模式、插入模式、视觉模式等)和高度可定制化。在这个上下文中,"我的vim"可能指的是使用者为Vim定制的一套配置文件,这些配置文件可能包含键位映射、颜色主题、插件设置、用户界面布局和其他个性化选项。 Git是一个版本控制系统,用于跟踪计算机文件的更改和协作。Git是分布式版本控制,这意味着每个开发者都有一个包含完整项目历史的仓库副本。Git常用于代码的版本控制管理,它允许用户回滚到之前的版本、合并来自不同贡献者的代码,并且有效地管理代码变更。在这个资源中,"git conffiles"可能表示与Git用户相关的配置文件,这可能包括用户凭证、代理设置、别名以及其他一些全局Git配置选项。 描述部分提到了使用者之前使用的编辑器是Vim,但现在转向了Emacs。尽管如此,该用户仍然保留了以前的Vim配置文件。接着,描述中提到了一个安装脚本命令"sh ./.vim/install.sh"。这是一个shell脚本,通常用于自动化安装或配置过程。在这里,这个脚本可能用于创建符号链接(symbolic links),将旧的Vim配置文件链接到当前使用的Emacs配置文件夹中,使用户能够继续使用他们熟悉且习惯的Vim配置。 标签"Vimscript"表明这是一个与Vim脚本相关的资源,Vim脚本是一种专门用于自定义和扩展Vim功能的编程语言。Vimscript可以用于编写宏、自定义函数、插件等。 最后,文件名称列表"conffiles-master"可能表明这个压缩包文件包含了一系列的主配置文件。在Git版本控制的术语中,"master"(现在通常称为"main")分支是项目仓库的默认分支。这暗示了这些配置文件可能是该用户项目的主配置文件,这些配置文件被包含在名为"conffiles-master"的压缩包中。 综上所述,这个资源可能是一个集合了Vim编辑器和Git版本控制系统的个人配置文件的压缩包,附带一个用于符号链接旧Vim配置的安装脚本,它能够帮助用户在转向其他工具时仍然能够使用之前的个性化设置。这个资源对于想要了解如何管理和迁移配置文件的用户具有一定的参考价值。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依