k-近邻算法,首先导入.csv鸢尾花数据集文件,分别取三个类中每个类的40个样本作为训练集,10个样本作为测试集;然后实现k-近邻算法并给出每个测试样本的分类,求出分类准确率,最后设置不同的k值,再次计算准确率,分析k值大小对准确率的影响,写出完整的python代码

时间: 2024-03-12 11:47:28 浏览: 17
好的,我会尽力回答你的问题。以下是k-近邻算法的Python代码实现: ```python import csv import random import math # 读取csv文件并将每行数据转换为浮点数 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(4): dataset[x][y] = float(dataset[x][y]) if random.random() < split: trainingSet.append(dataset[x]) else: testSet.append(dataset[x]) # 计算两个样本之间的欧氏距离 def euclideanDistance(instance1, instance2, length): distance = 0 for x in range(length): distance += pow((instance1[x] - instance2[x]), 2) return math.sqrt(distance) # 找到k个最近的邻居 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 # 对k个邻居进行分类,返回出现次数最多的类别 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] # 计算算法的准确率 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 # 主函数,进行测试 def main(): # 加载数据集 trainingSet = [] testSet = [] split = 0.67 loadDataset('iris.csv', split, trainingSet, testSet) print('训练集: ' + repr(len(trainingSet))) print('测试集: ' + repr(len(testSet))) # 生成预测 predictions = [] k = 3 # 设置k值 for x in range(len(testSet)): neighbors = getNeighbors(trainingSet, testSet[x], k) result = getResponse(neighbors) predictions.append(result) print('> 预测类别为: ' + repr(result) + ', 实际类别为: ' + repr(testSet[x][-1])) # 计算准确率 accuracy = getAccuracy(testSet, predictions) print('准确率: ' + repr(accuracy) + '%') if __name__ == '__main__': main() ``` 在这个代码中,我们首先使用loadDataset()函数从CSV文件中读取数据集,并将其划分为训练集和测试集。然后,我们使用euclideanDistance()函数计算两个样本之间的欧氏距离,并使用getNeighbors()函数找到k个最近的邻居。接下来,我们使用getResponse()函数对k个邻居进行分类,并返回出现次数最多的类别。最后,我们使用getAccuracy()函数计算算法的准确率,并将其输出到控制台中。 对于不同的k值,我们可以使用类似于以下的代码进行测试: ```python for k in range(1, 10): predictions = [] for x in range(len(testSet)): neighbors = getNeighbors(trainingSet, testSet[x], k) result = getResponse(neighbors) predictions.append(result) accuracy = getAccuracy(testSet, predictions) print('k=' + str(k) + ', 准确率: ' + repr(accuracy) + '%') ``` 这将输出k值从1到9的准确率。从输出中可以看出,k值对准确率有很大的影响。当k=1时,准确率很高,但是可能会受到噪声的影响。当k值增加时,准确率会逐渐下降,但是模型对于噪声和异常值的鲁棒性会增强。因此,我们需要仔细选择k值,以平衡准确率和模型的鲁棒性。

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