已知有三个聚类好的包含三维坐标点的数组,在不调用库的情况下编写出求聚类指标CP,CH,DB,SC的代码

时间: 2024-05-09 19:19:43 浏览: 4
以下是一个Python实现的示例代码: ```python import numpy as np def euclidean_distance(x, y): return np.sqrt(np.sum((x - y) ** 2)) def calculate_centroid(cluster): return np.mean(cluster, axis=0) def calculate_sse(cluster): centroid = calculate_centroid(cluster) return np.sum([euclidean_distance(point, centroid) ** 2 for point in cluster]) def calculate_cp(clusters): sse_total = np.sum([calculate_sse(cluster) for cluster in clusters]) num_points = np.sum([len(cluster) for cluster in clusters]) sse_between = sse_total - np.sum([calculate_sse(cluster) / len(cluster) for cluster in clusters]) return sse_between / sse_total * (num_points - len(clusters)) / (len(clusters) - 1) def calculate_ch(clusters): num_clusters = len(clusters) centroids = [calculate_centroid(cluster) for cluster in clusters] centroid_distances = np.zeros((num_clusters, num_clusters)) for i in range(num_clusters): for j in range(i+1, num_clusters): centroid_distances[i][j] = euclidean_distance(centroids[i], centroids[j]) centroid_distances[j][i] = centroid_distances[i][j] max_intracluster_distance = np.max([np.max([euclidean_distance(point, cluster[i]) for point in cluster]) for i, cluster in enumerate(clusters)]) return max_intracluster_distance / np.mean(centroid_distances) def calculate_db(clusters): num_clusters = len(clusters) centroids = [calculate_centroid(cluster) for cluster in clusters] centroid_distances = np.zeros((num_clusters, num_clusters)) for i in range(num_clusters): for j in range(i+1, num_clusters): centroid_distances[i][j] = euclidean_distance(centroids[i], centroids[j]) centroid_distances[j][i] = centroid_distances[i][j] cluster_separation = np.zeros(num_clusters) for i in range(num_clusters): sse_i = calculate_sse(clusters[i]) max_intracluster_distance = np.max([euclidean_distance(point, centroids[i]) for point in clusters[i]]) cluster_separation[i] = (sse_i / len(clusters[i]) + np.sum(centroid_distances[i])) / max_intracluster_distance return np.mean(cluster_separation) def calculate_sc(clusters): num_points = np.sum([len(cluster) for cluster in clusters]) distances = np.zeros((num_points, num_points)) labels = np.zeros(num_points) index = 0 for i, cluster in enumerate(clusters): for point in cluster: labels[index] = i for j in range(index+1, num_points): distances[index][j] = euclidean_distance(point, clusters[int(labels[j])][j-index-1]) distances[j][index] = distances[index][j] index += 1 a = np.zeros(num_points) for i in range(num_points): cluster_i = int(labels[i]) a[i] = np.mean([distances[i][j] for j in range(num_points) if int(labels[j]) == cluster_i and i != j]) b = np.zeros(num_points) for i in range(num_points): b[i] = np.min([np.mean([distances[i][j] for j in range(num_points) if int(labels[j]) == cluster_k and cluster_i != cluster_k]) for cluster_k in range(len(clusters)) if cluster_k != int(labels[i])]) return np.mean((b-a) / np.maximum(a,b)) ``` 其中,`euclidean_distance`函数用于计算欧几里得距离,`calculate_centroid`函数用于计算聚类中心,`calculate_sse`函数用于计算聚类内误差平方和,`calculate_cp`函数用于计算聚类指标CP,`calculate_ch`函数用于计算聚类指标CH,`calculate_db`函数用于计算聚类指标DB,`calculate_sc`函数用于计算聚类指标SC。需要注意的是,这些函数都假设输入的聚类已经是三维坐标点的数组,因此不需要做额外的处理。

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