用matlab语言实现:使用KNN算法对数据进行二分类
时间: 2024-01-17 22:03:02 浏览: 100
好的,下面是用 Matlab 语言实现使用 KNN 算法对数据进行二分类的步骤:
1. 准备数据集,包括训练数据和测试数据。假设数据集为 $D=\{(x_1,y_1),(x_2,y_2),\cdots,(x_n,y_n)\}$,其中 $x_i$ 是数据的特征向量,$y_i$ 是数据的标签(二分类问题中,$y_i$ 取值为 0 或 1)。
2. 对数据进行归一化处理,将特征向量的取值范围映射到 [0,1] 区间内。
3. 将数据集按照一定的比例分成训练集和测试集,比如 7:3。
4. 定义 KNN 算法的主体函数,输入为测试数据特征向量 $x$,输出为预测的标签 $\hat{y}$。具体实现过程如下:
4.1 计算测试数据与每个训练数据的距离,可以选择欧氏距离或曼哈顿距离等。
4.2 选择距离最近的 $K$ 个训练数据。
4.3 对这 $K$ 个训练数据的标签进行投票,选择出现次数最多的标签作为预测结果 $\hat{y}$。
5. 对测试集中的每个数据,调用 KNN 算法函数得到预测结果,计算预测准确率。
下面是一个简单的示例代码,实现了 KNN 算法对 iris 数据集进行二分类:
```matlab
% Load iris dataset
load fisheriris
% Prepare data
X = meas(:,1:2);
Y = (strcmp(species,'setosa'))*1;
% Normalize data
X = (X - min(X)) ./ (max(X) - min(X));
% Split data into training and testing set
idx = randperm(50);
X_train = [X(idx(1:35),:); X(50+idx(1:35),:)];
Y_train = [Y(idx(1:35)); Y(50+idx(1:35))];
X_test = [X(idx(36:end),:); X(50+idx(36:end),:)];
Y_test = [Y(idx(36:end)); Y(50+idx(36:end))];
% Define KNN algorithm function
function [y_pred] = knn(X_train, Y_train, X_test, K)
[n_train, ~] = size(X_train);
[n_test, ~] = size(X_test);
y_pred = zeros(n_test, 1);
for i=1:n_test
dist = sum((X_train - ones(n_train,1)*X_test(i,:)).^2, 2);
[~, idx] = sort(dist);
y_k = Y_train(idx(1:K));
y_pred(i) = mode(y_k);
end
end
% Test KNN algorithm with K=3
y_pred = knn(X_train, Y_train, X_test, 3);
accuracy = sum(y_pred == Y_test) / length(Y_test);
disp(['Accuracy: ', num2str(accuracy)]);
```
以上代码中,我们使用 iris 数据集的前两个特征作为输入,将 setosa 类别标签设为 1,其余设为 0。然后对数据进行归一化处理,按照 7:3 的比例分成训练集和测试集。最后调用 `knn` 函数实现 KNN 算法,计算预测准确率。
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