C语言实现下面的命令:开始聚类(初始为n类,每个样品为1类)64D从D中找出一个最小值 (最小距离法) 涉及到的两个类; 2在数据矩阵X中,把上述两类合并成一类两组数据取平均值,总的类就减少了一个 3重新计算D(实际上只要计算刚合并的那个类与其他各类的距离) ; 4复、2、,直到所有的样品都归为一类或者归为所需要的类为止。 05.画出聚类谱系图
时间: 2024-03-15 14:47:07 浏览: 49
数据集聚类分析:层次聚类算法的实现与应用
这是一个比较复杂的算法,需要用到矩阵运算和动态内存分配等技术。下面是一个简单的 C 语言实现,只供参考:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 100 // 样本数
#define D 64 // 维度
#define INF 1e9 // 无穷大
// 数据结构:样本
typedef struct Sample {
double data[D]; // 数据
int label; // 类别标签
} Sample;
// 数据结构:聚类节点
typedef struct Cluster {
int size; // 节点大小
double *center; // 节点中心
struct Cluster *left; // 左子节点
struct Cluster *right; // 右子节点
} Cluster;
// 计算样本之间的欧几里得距离
double dist(Sample *s1, Sample *s2) {
double d = 0;
for (int i = 0; i < D; i++) {
d += (s1->data[i] - s2->data[i]) * (s1->data[i] - s2->data[i]);
}
return sqrt(d);
}
// 计算两个聚类之间的距离(最小距离法)
double cdist(Cluster *c1, Cluster *c2) {
double d = INF;
for (int i = 0; i < c1->size; i++) {
for (int j = 0; j < c2->size; j++) {
double tmp = dist((Sample *)&c1->center[i*D], (Sample *)&c2->center[j*D]);
if (tmp < d) {
d = tmp;
}
}
}
return d;
}
// 初始化聚类节点
Cluster *init_cluster(Sample *s) {
Cluster *c = (Cluster *)malloc(sizeof(Cluster));
c->size = 1;
c->center = (double *)malloc(sizeof(double) * D);
for (int i = 0; i < D; i++) {
c->center[i] = s->data[i];
}
c->left = NULL;
c->right = NULL;
return c;
}
// 合并两个聚类节点
Cluster *merge_cluster(Cluster *c1, Cluster *c2) {
Cluster *c = (Cluster *)malloc(sizeof(Cluster));
c->size = c1->size + c2->size;
c->center = (double *)malloc(sizeof(double) * D);
for (int i = 0; i < D; i++) {
c->center[i] = (c1->center[i] * c1->size + c2->center[i] * c2->size) / c->size;
}
c->left = c1;
c->right = c2;
return c;
}
// 计算聚类谱系图
void cluster_hierarchy(Sample *data, int n, int k) {
// 初始化聚类节点
Cluster **clusters = (Cluster **)malloc(sizeof(Cluster *) * n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
clusters[i] = init_cluster(&data[i]);
}
// 合并聚类节点
int m = n;
while (m > k) {
double min_d = INF;
int min_i = 0, min_j = 0;
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = i+1; j < m; j++) {
double d = cdist(clusters[i], clusters[j]);
if (d < min_d) {
min_d = d;
min_i = i;
min_j = j;
}
}
}
Cluster *merged = merge_cluster(clusters[min_i], clusters[min_j]);
clusters[min_i] = merged;
for (int j = min_j; j < m-1; j++) {
clusters[j] = clusters[j+1];
}
m--;
}
// 打印聚类谱系图
for (int i = 0; i < n-k; i++) {
printf("(");
Cluster *c = clusters[i];
while (c->left != NULL) {
printf("(");
c = c->left;
}
printf("%d", c->size);
while (c->right != NULL) {
c = c->right;
printf(", %d", c->size);
if (c->left != NULL || c->right != NULL) {
printf(",");
}
}
printf(")");
if (i < n-k-1) {
printf(",");
}
}
printf("\n");
// 释放内存
for (int i = 0; i < n-k; i++) {
Cluster *c = clusters[i];
while (c->left != NULL) {
Cluster *tmp = c;
c = c->left;
free(tmp->center);
free(tmp);
}
free(c->center);
free(c);
}
free(clusters);
}
int main() {
// 生成随机样本
Sample data[N];
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < D; j++) {
data[i].data[j] = (double)rand() / RAND_MAX;
}
data[i].label = i;
}
// 计算聚类谱系图
cluster_hierarchy(data, N, 10);
return 0;
}
```
这个程序使用了最小距离法来计算聚类节点之间的距离,并采用了动态内存分配来存储和管理聚类节点。在计算聚类谱系图时,程序会先输出每个节点的大小,然后再输出它的左子节点和右子节点。最后,程序会释放所有动态分配的内存。
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