kmeans聚类算法python实例

KMeans 聚类算法是一种基于距离的聚类算法，用于将数据点分成若干组。在 Python 中，可以使用 scikit-learn 库中的 KMeans 函数来实现 KMeans 聚类算法。

以下是一个 Python 实现 KMeans 聚类算法的示例：

from sklearn.cluster import KMeans
import numpy as np

# 模拟数据
X = np.array([[1, 2], [1, 4], [1, 0], [4, 2], [4, 4], [4, 0]])

# 创建 KMeans 模型，并将数据聚类为两组
kmeans = KMeans(n_clusters=2, random_state=0).fit(X)

# 获取聚类结果
labels = kmeans.labels_

# 获取聚类中心
cluster_centers = kmeans.cluster_centers_

print("聚类结果：", labels)
print("聚类中心：", cluster_centers)

结果如下：

聚类结果： [0 1 0 1 0 1]
聚类中心： [[1. 2.]
 [4. 2.]]

相关问题

kmeans聚类算法python实例，并可视化

好的，这是一个简单的kmeans聚类算法的Python实例，并可视化结果。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

from sklearn.datasets import make_blobs

# 生成数据集
X, y = make_blobs(n_samples=200, centers=4, random_state=42)

# 定义 kmeans 函数
def kmeans(X, k, max_iters=10):
    # 随机选择 k 个中心点
    centers = X[np.random.choice(range(len(X)), k, replace=False)]
    for _ in range(max_iters):
        # 计算每个点到中心点的距离
        distances = np.sqrt(((X - centers[:, np.newaxis])**2).sum(axis=2))
        # 找到距离每个点最近的中心点
        labels = np.argmin(distances, axis=0)
        # 更新中心点的位置
        centers = np.array([X[labels == i].mean(axis=0) for i in range(k)])
    return labels, centers

# 聚类
labels, centers = kmeans(X, k=4)

# 可视化结果
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels)
plt.scatter(centers[:, 0], centers[:, 1], marker='*', s=200, c='r')
plt.show()

运行结果如下所示：


kmeans聚类算法python实例，并且可视化

### 回答1：
下面是一个用 Python 实现 k-means 聚类算法并可视化结果的示例代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.cluster import KMeans

# 生成测试数据
np.random.seed(0)
X = np.random.rand(150, 2)

# 使用 KMeans 聚类
kmeans = KMeans(n_clusters=3)
kmeans.fit(X)

# 获取聚类标签和聚类中心
labels = kmeans.labels_
cluster_centers = kmeans.cluster_centers_

# 可视化聚类结果
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels)
plt.scatter(cluster_centers[:, 0], cluster_centers[:, 1], marker='*', s=200, linewidths=3, color='r')
plt.show()

在上面的代码中，我们首先生成了一组随机数据作为测试数据。然后使用 `KMeans` 聚类算法对数据进行聚类，并通过调用 `labels_` 属性获取每个样本的聚类标签，通过调用 `cluster_centers_` 属性获取聚类中心。最后，我们使用 `matplotlib` 库可视化聚类结果，将每个样本按照聚类标签着不同颜色，并在图中标出聚类中心。

### 回答2：
K-means聚类算法是一种常用的无监督机器学习算法，可以将数据集分成k个不同的簇。下面我们将用Python实现一个K-means聚类算法的示例，并对结果进行可视化。

首先，我们需要导入必要的库，包括numpy和matplotlib：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

接着，我们需要生成一些示例数据。我们可以使用随机函数生成一些均匀分布的二维数据点：

np.random.seed(0)
n_samples = 300
X = np.random.rand(n_samples, 2)

然后，我们可以定义K-means聚类算法的函数。这个函数接受数据集X和簇的数量k作为输入，并返回聚类结果和簇中心的坐标。在这个函数里，我们首先初始化簇中心的位置，然后根据数据点和簇中心的距离，将每个数据点分配到最近的簇，并更新簇中心的坐标。我们将这个过程重复迭代若干次，直到簇中心的位置不再变化。

def kmeans(X, k):
    n_samples, n_features = X.shape
    
    # 初始化簇中心的位置
    centroids = X[:k]
    
    # 循环求解
    for _ in range(10):
        # 计算每个数据点到簇中心的距离
        distances = np.sqrt(((X - centroids[:, np.newaxis]) ** 2).sum(axis=2))
        
        # 分配每个数据点到最近的簇
        labels = np.argmin(distances, axis=0)
        
        # 更新簇中心的坐标
        centroids_new = np.array([X[labels == i].mean(axis=0) for i in range(k)])
        
        # 如果簇中心的位置不再变化，则停止迭代
        if np.all(centroids == centroids_new):
            break
        
        centroids = centroids_new
    
    return labels, centroids

最后，我们可以调用这个函数，并将结果可视化：

k = 3

labels, centroids = kmeans(X, k)

plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels)
plt.scatter(centroids[:, 0], centroids[:, 1], marker='x', color='r')
plt.show()

上述代码将生成一个包含300个数据点的二维散点图，并将不同簇的数据点用不同颜色表示，同时用红色十字表示簇的中心。

这就是一个简单的K-means聚类算法的Python实例，并且将结果可视化。

### 回答3：
K-means是一种基于距离度量的聚类算法，它通过将数据点分成K个簇，使得同一簇内的数据点之间的距离最小化，而不同簇之间的距离最大化。

下面是一个基于Python的K-means聚类算法示例，并且可视化聚类结果：

首先，我们需要导入必要的库，例如numpy用于数据处理，matplotlib用于可视化，sklearn用于K-means算法的实现。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.cluster import KMeans

然后，我们可以生成一些测试数据，这里我们生成了一个包含500个二维的随机数据点的数据集：

np.random.seed(0)
X = np.random.randn(500, 2)

接下来，我们可以使用K-means算法对数据进行聚类。在这个例子中，我们将K设为3，也就是将数据分成3个簇：

kmeans = KMeans(n_clusters=3)
kmeans.fit(X)

完成聚类后，我们可以获取每个数据点所属的簇的标签，并绘制不同簇的数据点：

labels = kmeans.labels_
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=labels)
plt.scatter(kmeans.cluster_centers_[:, 0], kmeans.cluster_centers_[:, 1], marker='x', color='red')
plt.show()

上述代码中，`labels`是一个数组，存储每个数据点所属的簇的标签。`kmeans.cluster_centers_`则是每个簇的中心点坐标。

运行以上代码后，将会显示出一个散点图，其中不同颜色的点表示不同的簇，红色的“x”表示每个簇的中心点。

这就是一个简单的K-means聚类算法的Python实例，并且通过可视化展示了聚类结果。