knn算法代码

时间: 2023-07-03 11:20:01 浏览: 18
以下是一个简单的knn算法的Python代码示例: ```python import numpy as np from collections import Counter def euclidean_distance(x1, x2): return np.sqrt(np.sum((x1 - x2)**2)) class KNN: def __init__(self, k=3): self.k = k def fit(self, X, y): self.X_train = X self.y_train = y def predict(self, X): predicted_labels = [self._predict(x) for x in X] return np.array(predicted_labels) def _predict(self, x): distances = [euclidean_distance(x, x_train) for x_train in self.X_train] k_indices = np.argsort(distances)[:self.k] k_nearest_labels = [self.y_train[i] for i in k_indices] most_common = Counter(k_nearest_labels).most_common(1) return most_common[0][0] ``` 在这个代码中,我们定义了一个KNN类,其中包含以下方法: - `__init__(self, k=3)`:初始化函数,其中k是KNN算法中的k值,默认为3。 - `fit(self, X, y)`:训练函数,其中X是训练数据集,y是对应的标签。 - `_predict(self, x)`:预测函数,其中x是一个样本,用于预测该样本的标签。 - `predict(self, X)`:批量预测函数,其中X是一批数据,用于批量预测这些数据对应的标签。 在这个代码中,我们使用了欧氏距离计算样本之间的距离,并使用Counter类来计算k个最近邻样本中出现最多的标签。

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KNN算法是一种经典的机器学习算法,用于分类和回归问题。在C语言中,我们可以通过数组和循环来实现KNN算法。 下面是一个简单的KNN算法的C语言代码实现: c #include <stdio.h> #include <math.h> #define K 3 // 设置K值为3 #define N 5 // 设置训练样本数量为5 #define M 2 // 设置测试样本数量为2 #define DIMENSION 2 // 设置样本维度为2 // 计算欧氏距离 float calculateDistance(float* sample1, float* sample2) { float sum = 0.0; for (int i = 0; i < DIMENSION; i++) { sum += pow(sample1[i] - sample2[i], 2); } return sqrt(sum); } // 寻找最近的K个样本 int findNearestNeighbors(float** trainSamples, float* testSample, int* labels) { float distances[N]; // 存储每个训练样本到测试样本的距离 int neighbors[K]; // 存储最近的K个样本的索引 // 初始化距离和最近样本的索引 for (int i = 0; i < N; i++) { distances[i] = calculateDistance(trainSamples[i], testSample); neighbors[i] = i; } // 对距离进行从小到大排序 for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N - i - 1; j++) { if (distances[j] > distances[j + 1]) { float tempDist = distances[j]; distances[j] = distances[j + 1]; distances[j + 1] = tempDist; int tempIdx = neighbors[j]; neighbors[j] = neighbors[j + 1]; neighbors[j + 1] = tempIdx; } } } // 统计K个样本中最多的类别 int classCount = 0; int maxCount = 0; for (int i = 0; i < K; i++) { int label = labels[neighbors[i]]; int count = 0; for (int j = 0; j < K; j++) { if (labels[neighbors[j]] == label) { count++; } } if (count > maxCount) { maxCount = count; classCount = label; } } return classCount; } int main() { float trainSamples[N][DIMENSION] = {{1.0, 1.0}, {2.0, 2.0}, {3.0, 3.0}, {4.0, 4.0}, {5.0, 5.0}}; float testSamples[M][DIMENSION] = {{2.5, 2.5}, {4.5, 4.5}}; int labels[N] = {0, 0, 1, 1, 1}; for (int i = 0; i < M; i++) { int result = findNearestNeighbors(trainSamples, testSamples[i], labels); printf("Test Sample %d belongs to Class %d\n", i, result); } return 0; } 该代码实现了一个简单的KNN算法,其中训练样本、测试样本和对应的类别标记以及K值都是在代码中事先定义好的。通过调用findNearestNeighbors函数,对于每个测试样本,算法会找到最近的K个训练样本,然后通过统计K个样本中出现次数最多的类别来进行分类预测。 以上就是KNN算法的C语言代码实现。注意,这只是一个简单的示例代码,实际应用时可能需要考虑更多的算法细节和优化。
### 回答1: python from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier # 设置k值为5 knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=5) # 训练模型 knn.fit(X_train, y_train) # 预测 y_pred = knn.predict(X_test) # 评估 print(metrics.accuracy_score(y_test, y_pred)) 上面这段代码使用了 scikit-learn 库中的 KNeighborsClassifier 来实现 KNN 算法。 首先通过设置 n_neighbors=5 实例化了一个 knn 分类器对象,然后使用 fit 方法训练模型, 最后使用 predict 方法预测测试集的类别,并使用 accuracy_score 来评估模型的准确度。 值得注意的是,在上面的代码中,X_train, y_train, X_test, y_test 都是训练集和测试集数据。 ### 回答2: KNN(K-最近邻)算法是一种分类和回归的机器学习算法。其基本思想是根据实例之间的距离来确定新样本的分类。以下是一个简单的KNN分类算法的示例代码: python import numpy as np def euclidean_distance(x1, x2): # 计算欧几里得距离 return np.sqrt(np.sum((x1 - x2)**2)) class KNN: def __init__(self, k=3): self.k = k def fit(self, X, y): self.X_train = X self.y_train = y def predict(self, X): y_pred = [self._predict(x) for x in X] return np.array(y_pred) def _predict(self, x): # 计算新样本x与所有训练样本之间的距离 distances = [euclidean_distance(x, x_train) for x_train in self.X_train] # 对距离进行排序,获取距离最小的k个样本的索引 k_indices = np.argsort(distances)[:self.k] # 获取距离最小的k个样本的对应标签 k_nearest_labels = [self.y_train[i] for i in k_indices] # 统计k个样本中每个类别出现的次数 most_common = np.argmax(np.bincount(k_nearest_labels)) return most_common 上述代码中,首先定义了一个计算欧几里得距离的函数euclidean_distance,它用于衡量两个样本之间的距离。接下来定义了一个KNN类,其中初始化函数__init__用于指定k值,默认为3。fit函数用于训练模型,接收训练集X和对应的标签y作为输入。predict函数用于对新样本进行分类预测,接收测试集X作为输入,通过调用私有函数_predict来对每个样本进行预测。私有函数_predict计算新样本与所有训练样本之间的距离,并按照距离的远近进行排序,取出距离最小的k个样本的标签进行统计,最后返回出现次数最多的标签作为预测结果。 这段代码提供了一个简单的KNN算法的实现,可以通过实例化KNN类、调用fit函数进行模型训练,再通过调用predict函数进行分类预测。 ### 回答3: K最近邻(K-nearest neighbors,KNN)是一种简单且经典的分类算法。它根据事先标记好的数据集中的样本属性和类别,以及待分类样本的属性,通过比较距离确定待分类样本的类别。以下是一个简单的KNN算法的代码示例。 python import numpy as np def knn(train_data, train_labels, test_data, k): distances = [] # 计算待分类样本与训练样本之间的欧几里得距离 for i in range(len(train_data)): distance = np.sqrt(np.sum(np.square(test_data - train_data[i]))) distances.append((distance, train_labels[i])) # 根据距离进行排序 distances.sort(key=lambda x: x[0]) # 统计前k个最近邻居中的类别 class_count = {} for i in range(k): label = distances[i][1] class_count[label] = class_count.get(label, 0) + 1 # 返回出现次数最多的类别作为待分类样本的类别 max_count = 0 max_label = None for label, count in class_count.items(): if count > max_count: max_count = count max_label = label return max_label # 示例数据 train_data = np.array([[1, 1], [1, 2], [2, 2], [4, 4], [5, 5]]) train_labels = np.array(['A', 'A', 'A', 'B', 'B']) test_data = np.array([3, 3]) k = 3 # 调用KNN算法进行分类 class_label = knn(train_data, train_labels, test_data, k) print("待分类样本的类别为:", class_label) 在上述代码中,我们首先计算待分类样本与训练样本之间的欧几里得距离,并将距离以及对应的类别保存在列表distances中。然后,我们根据距离进行排序,选取前k个最近邻居,并统计它们的类别。最后,我们返回出现次数最多的类别作为待分类样本的类别。 以上就是一个简单的KNN算法的实现。该算法可以根据训练数据集对未知样本进行分类。
下面是使用Python实现的KNN算法代码: python import numpy as np class KNN: def __init__(self, k=3): self.k = k def euclidean_distance(self, x1, x2): return np.sqrt(np.sum((x1 - x2) ** 2)) def fit(self, X, y): self.X_train = X self.y_train = y def predict(self, X): y_pred = [self._predict(x) for x in X] return np.array(y_pred) def _predict(self, x): distances = [self.euclidean_distance(x, x_train) for x_train in self.X_train] k_indices = np.argsort(distances)[:self.k] k_nearest_labels = [self.y_train[i] for i in k_indices] most_common = Counter(k_nearest_labels).most_common(1) return most_common[0][0] 其中,KNN类包含了以下方法: - __init__(self, k=3):初始化KNN算法,其中k为最近邻的数量,默认值为3。 - euclidean_distance(self, x1, x2):计算两个样本之间的欧几里得距离。 - fit(self, X, y):用于训练KNN模型,其中X为训练集的特征矩阵,y为训练集的标签。 - predict(self, X):用于预测新的数据,其中X为测试集的特征矩阵。 - _predict(self, x):内部方法,用于预测单个数据。 使用KNN算法进行分类时,可以使用如下的步骤: python from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score from collections import Counter X, y = load_iris(return_X_y=True) X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) knn = KNN(k=3) knn.fit(X_train, y_train) y_pred = knn.predict(X_test) accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) print("Accuracy:", accuracy) 以上代码使用了Iris数据集进行了分类,并输出了分类准确率。
好的,以下是一个简单的KNN算法的实现,用于基于13个特征的数据集进行心脏病预测: python import csv import random import math def loadDataset(filename, split, trainingSet=[], testSet=[]): with open(filename, 'r') as csvfile: lines = csv.reader(csvfile) dataset = list(lines) for x in range(len(dataset)-1): for y in range(13): dataset[x][y] = float(dataset[x][y]) if random.random() < split: trainingSet.append(dataset[x]) else: testSet.append(dataset[x]) def euclideanDistance(instance1, instance2, length): distance = 0 for x in range(length): distance += pow((instance1[x] - instance2[x]), 2) return math.sqrt(distance) def getNeighbors(trainingSet, testInstance, k): distances = [] length = len(testInstance)-1 for x in range(len(trainingSet)): dist = euclideanDistance(testInstance, trainingSet[x], length) distances.append((trainingSet[x], dist)) distances.sort(key=lambda x: x[1]) neighbors = [] for x in range(k): neighbors.append(distances[x][0]) return neighbors def getResponse(neighbors): classVotes = {} for x in range(len(neighbors)): response = neighbors[x][-1] if response in classVotes: classVotes[response] += 1 else: classVotes[response] = 1 sortedVotes = sorted(classVotes.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) return sortedVotes[0][0] def getAccuracy(testSet, predictions): correct = 0 for x in range(len(testSet)): if testSet[x][-1] == predictions[x]: correct += 1 return (correct/float(len(testSet))) * 100.0 def main(): # prepare data trainingSet = [] testSet = [] split = 0.67 loadDataset('heart.csv', split, trainingSet, testSet) print('Train set: ' + repr(len(trainingSet))) print('Test set: ' + repr(len(testSet))) # generate predictions predictions = [] k = 3 for x in range(len(testSet)): neighbors = getNeighbors(trainingSet, testSet[x], k) result = getResponse(neighbors) predictions.append(result) print('> predicted=' + repr(result) + ', actual=' + repr(testSet[x][-1])) accuracy = getAccuracy(testSet, predictions) print('Accuracy: ' + repr(accuracy) + '%') main() 这个代码基于一个名为 heart.csv 的数据集进行预测,其中包含了13个特征,最后一列是预测结果(0或1表示是否有心脏病)。在 main() 函数中,我们将数据集分成了训练集和测试集,使用KNN算法进行预测,并计算预测的准确率。

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