已知数据集为用X,Y = make_moons(n_samples=400,shuffle=True,noise=0.1,random_state=136),其标签为0或1。用手写K-Means++算法进行模型构建,写出代码。并绘制聚类结果的散点图,写出代码。并分别用轮廓系数和准确率进行评估。写出代码

时间: 2024-03-21 10:43:26 浏览: 18
好的,以下是用手写K-Means++算法进行模型构建的代码,并绘制聚类结果的散点图,以及用轮廓系数和准确率进行评估的代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import make_moons from sklearn.metrics import silhouette_score, accuracy_score class KMeansPlusPlus: def __init__(self, k, max_iters=300): self.k = k self.max_iters = max_iters def _init_centers(self, X): centers = [X[np.random.choice(len(X))]] while len(centers) < self.k: dists = [np.min([np.linalg.norm(x-c)**2 for c in centers]) for x in X] probs = dists / np.sum(dists) cum_probs = np.cumsum(probs) r = np.random.rand() for i, cp in enumerate(cum_probs): if r < cp: centers.append(X[i]) break return np.array(centers) def _assign_clusters(self, X, centers): clusters = [[] for _ in range(self.k)] for x in X: dists = [np.linalg.norm(x-c) for c in centers] cluster_id = np.argmin(dists) clusters[cluster_id].append(x) return clusters def _update_centers(self, clusters): centers = [] for i in range(self.k): center = np.mean(clusters[i], axis=0) centers.append(center) return np.array(centers) def fit(self, X): centers = self._init_centers(X) for _ in range(self.max_iters): old_centers = centers.copy() clusters = self._assign_clusters(X, centers) centers = self._update_centers(clusters) if np.allclose(centers, old_centers): break self.centers = centers self.clusters = clusters def predict(self, X): y_pred = [] for x in X: dists = [np.linalg.norm(x-c) for c in self.centers] cluster_id = np.argmin(dists) y_pred.append(cluster_id) return np.array(y_pred) # generate make_moons dataset X, y = make_moons(n_samples=400, shuffle=True, noise=0.1, random_state=136) # apply KMeans++ clustering with k=2 kmeans = KMeansPlusPlus(k=2) kmeans.fit(X) y_pred = kmeans.predict(X) # calculate silhouette score silhouette = silhouette_score(X, y_pred) print("Silhouette Score: {:.2f}".format(silhouette)) # calculate accuracy accuracy = accuracy_score(y, y_pred) print("Accuracy: {:.2f}%".format(accuracy * 100)) # plot clustering result fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 6)) colors = ['blue', 'orange'] for i, color in enumerate(colors): ax.scatter(X[y_pred == i, 0], X[y_pred == i, 1], c=color, label='Cluster {}'.format(i+1)) ax.scatter(kmeans.centers[:, 0], kmeans.centers[:, 1], marker='*', s=200, c='black', label='Centroids') ax.set_xlabel('Feature 1') ax.set_ylabel('Feature 2') ax.set_title('KMeans++ Clustering Result') ax.legend() plt.show() ``` 在这个代码中,我定义了一个名为`KMeansPlusPlus`的类,实现了手写K-Means++算法的初始化质心、分配簇和更新质心等过程。在生成`make_moons`数据集之后,我实例化了这个类,并调用`fit`方法进行训练,同时调用`predict`方法对数据进行预测。接着,我计算了轮廓系数和准确率,并将聚类结果绘制成散点图展示出来。

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翻译这段程序并自行赋值调用:import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import sklearn import sklearn.datasets import sklearn.linear_model def plot_decision_boundary(model, X, y): # Set min and max values and give it some padding x_min, x_max = X[0, :].min() - 1, X[0, :].max() + 1 y_min, y_max = X[1, :].min() - 1, X[1, :].max() + 1 h = 0.01 # Generate a grid of points with distance h between them xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h)) # Predict the function value for the whole grid Z = model(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()]) Z = Z.reshape(xx.shape) # Plot the contour and training examples plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Spectral) plt.ylabel('x2') plt.xlabel('x1') plt.scatter(X[0, :], X[1, :], c=y, cmap=plt.cm.Spectral) def sigmoid(x): s = 1/(1+np.exp(-x)) return s def load_planar_dataset(): np.random.seed(1) m = 400 # number of examples N = int(m/2) # number of points per class print(np.random.randn(N)) D = 2 # dimensionality X = np.zeros((m,D)) # data matrix where each row is a single example Y = np.zeros((m,1), dtype='uint8') # labels vector (0 for red, 1 for blue) a = 4 # maximum ray of the flower for j in range(2): ix = range(Nj,N(j+1)) t = np.linspace(j3.12,(j+1)3.12,N) + np.random.randn(N)0.2 # theta r = anp.sin(4t) + np.random.randn(N)0.2 # radius X[ix] = np.c_[rnp.sin(t), rnp.cos(t)] Y[ix] = j X = X.T Y = Y.T return X, Y def load_extra_datasets(): N = 200 noisy_circles = sklearn.datasets.make_circles(n_samples=N, factor=.5, noise=.3) noisy_moons = sklearn.datasets.make_moons(n_samples=N, noise=.2) blobs = sklearn.datasets.make_blobs(n_samples=N, random_state=5, n_features=2, centers=6) gaussian_quantiles = sklearn.datasets.make_gaussian_quantiles(mean=None, cov=0.5, n_samples=N, n_features=2, n_classes=2, shuffle=True, random_state=None) no_structure = np.random.rand(N, 2), np.random.rand(N, 2) return noisy_circles, noisy_moons, blobs, gaussian_quantiles, no_structure

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