导入不调用dbscan库用python实现dbscan聚类算法并将其可视化

时间: 2023-09-03 07:07:35 浏览: 37
以下是用 Python 实现 DBSCAN 聚类算法并可视化的代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def dbscan(X, eps, min_pts): """ DBSCAN clustering algorithm. :param X: numpy array, dataset to be clustered :param eps: float, maximum distance between two samples to be considered as neighbors :param min_pts: int, minimum number of samples in a neighborhood to form a dense region :return: numpy array, cluster labels for each sample """ # Initialize all points as unvisited n_samples = X.shape[0] visited = np.zeros(n_samples, dtype=bool) # Initialize all points as noise labels = np.zeros(n_samples, dtype=int) # Initialize cluster label cluster_label = 0 # Iterate over all unvisited points for i in range(n_samples): if not visited[i]: visited[i] = True # Find all points in the neighborhood neighbors = _region_query(X, i, eps) # If the neighborhood is too small, mark the point as noise if len(neighbors) < min_pts: labels[i] = -1 else: # Expand the cluster cluster_label += 1 labels[i] = cluster_label _expand_cluster(X, visited, labels, i, neighbors, cluster_label, eps, min_pts) return labels def _region_query(X, i, eps): """ Find all points in the neighborhood of point i. :param X: numpy array, dataset :param i: int, index of point i :param eps: float, maximum distance between two samples to be considered as neighbors :return: list, indices of all points in the neighborhood of point i """ neighbors = [] for j in range(X.shape[0]): if np.linalg.norm(X[i] - X[j]) < eps: neighbors.append(j) return neighbors def _expand_cluster(X, visited, labels, i, neighbors, cluster_label, eps, min_pts): """ Expand the cluster around point i. :param X: numpy array, dataset :param visited: numpy array, visited status of all points :param labels: numpy array, cluster labels for each sample :param i: int, index of point i :param neighbors: list, indices of all points in the neighborhood of point i :param cluster_label: int, label of the cluster :param eps: float, maximum distance between two samples to be considered as neighbors :param min_pts: int, minimum number of samples in a neighborhood to form a dense region """ # Iterate over all points in the neighborhood for j in neighbors: if not visited[j]: visited[j] = True # Find all points in the neighborhood of point j neighbors_j = _region_query(X, j, eps) # If the neighborhood is large enough, add new points to the cluster if len(neighbors_j) >= min_pts: neighbors += neighbors_j # If the point hasn't been assigned to a cluster yet, assign it to the current cluster if labels[j] == 0: labels[j] = cluster_label # Generate sample data from sklearn.datasets import make_blobs X, _ = make_blobs(n_samples=50, centers=3, random_state=42) # Run DBSCAN clustering algorithm labels = dbscan(X, eps=1.5, min_pts=5) # Visualize clustering results plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels, cmap='rainbow') plt.title('DBSCAN Clustering Results') plt.show() ``` 输出结果为一张可视化的散点图,其中不同颜色代表不同的聚类簇。 ![dbscan_clustering_results](https://i.imgur.com/j1RzLZy.png)

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好的,根据上面的目标函数,我们可以推导出其对应的梯度向量函数,如下所示: def gradient(x, y, beta): """ Compute gradient of the logistic regression loss function :param beta: model parameter vector :param x: feature matrix :param y: label vector :return: gradient vector """ n = x.shape[0] pred = 1 /
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