调入load_iris进行PCA降维并用代码实现Kmeans算法(不能调入kmeans库),并通过可视化显示折线图,将上述要求用python代码实现并给出注释

时间: 2024-03-18 10:41:30 浏览: 111
以下是用Python实现PCA降维和手写Kmeans聚类的代码,以及可视化显示折线图的代码和注释: ```python # 导入需要的库 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.decomposition import PCA # 加载Iris数据集 iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target # 对数据进行PCA降维 pca = PCA(n_components=2) # 降至2维 X_pca = pca.fit_transform(X) # 定义手写Kmeans算法 class KMeans: def __init__(self, n_clusters): self.n_clusters = n_clusters def fit(self, X): self.centroids = X[np.random.choice(X.shape[0], self.n_clusters, replace=False)] while True: labels = self.predict(X) new_centroids = np.array([X[labels == i].mean(axis=0) for i in range(self.n_clusters)]) if np.allclose(new_centroids, self.centroids): break self.centroids = new_centroids def predict(self, X): return np.argmin(np.sum((X[:, None] - self.centroids) ** 2, axis=-1), axis=-1) # 使用手写KMeans算法进行聚类 kmeans = KMeans(n_clusters=3) kmeans.fit(X_pca) labels = kmeans.predict(X_pca) # 可视化显示折线图 x_min, x_max = X_pca[:, 0].min() - 1, X_pca[:, 0].max() + 1 y_min, y_max = X_pca[:, 1].min() - 1, X_pca[:, 1].max() + 1 xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, 0.1), np.arange(y_min, y_max, 0.1)) Z = kmeans.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()]) Z = Z.reshape(xx.shape) plt.figure(figsize=(10, 8)) plt.contourf(xx, yy, Z, alpha=0.4) plt.scatter(X_pca[:, 0], X_pca[:, 1], c=labels, s=20, cmap='viridis') plt.xlabel('PCA1') plt.ylabel('PCA2') plt.title('KMeans Clustering with Iris Dataset') plt.show() ``` 注释: 1. 导入需要的库:numpy(数据处理)、matplotlib(画图)、load_iris(加载Iris数据集)和PCA(PCA降维)。 2. 加载Iris数据集,将数据存储在X中。 3. 创建PCA对象,将数据降至2维。 4. 使用PCA对象对数据进行降维。 5. 定义手写KMeans算法。 6. 创建KMeans对象,将数据聚类为3类。 7. 使用手写KMeans对象对数据进行聚类。 8. 定义折线图的范围。 9. 创建网格,预测每个网格点的聚类标签。 10. 将预测结果可视化显示为等高线图。 11. 将聚类结果可视化显示为散点图。 12. 添加横轴标签、纵轴标签和标题。 13. 显示可视化结果。
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