写一段FCM算法实现的聚类问题的代码

时间: 2024-05-03 11:17:14 浏览: 8
下面是一个简单的FCM算法实现的聚类问题的Python代码: ```python import numpy as np from scipy.spatial.distance import cdist def fcm(data, n_clusters, m=2, max_iters=100, error=1e-5): n_samples = data.shape[0] n_features = data.shape[1] centers = np.random.rand(n_clusters, n_features) weights = np.random.rand(n_samples, n_clusters) weights /= np.sum(weights, axis=1)[:, np.newaxis] for i in range(max_iters): # 计算聚类中心 centers_old = centers.copy() for j in range(n_clusters): centers[j, :] = np.sum((weights[:, j] ** m)[:, np.newaxis] * data, axis=0) / \ np.sum(weights[:, j] ** m) # 计算权重矩阵 distances = cdist(data, centers) for j in range(n_clusters): weights[:, j] = 1 / np.sum((distances[:, j] / distances) ** (2 / (m - 1)), axis=1) weights /= np.sum(weights, axis=1)[:, np.newaxis] # 计算误差 if np.linalg.norm(centers - centers_old) < error: break return centers, weights ``` 这段代码将数据矩阵 `data` 分成 `n_clusters` 个类,并返回每个类的聚类中心和每个样本属于每个类的权重。其中,`m` 是模糊指数,`max_iters` 是最大迭代次数,`error` 是误差容限。在每次迭代中,先根据当前权重矩阵计算每个类的聚类中心,再根据当前聚类中心计算每个样本属于每个类的权重,最后根据当前权重矩阵和聚类中心计算误差。当误差小于误差容限时,停止迭代。

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data=xlsread('D:\usedata\lastdata3.xlsx') data=data(:,1:2) from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.metrics import pairwise_distances_argmin def fuzzy_c_means_clustering(X, n_clusters): # 使用 k-means 算法初始化聚类中心 kmeans = KMeans(n_clusters=n_clusters) kmeans.fit(X) centers = kmeans.cluster_centers_ # 调用 fcm 函数进行模糊聚类 u, _, _, _, _, _ = fcm(X, centers, 2, error=1e-5, maxiter=1000) # 找到每个样本所属的聚类 labels = pairwise_distances_argmin(X, centers, axis=1) return u, centers, labels options = [2, 100, 1e-5, 0]; % 运行FCM聚类 [centers,U] = fcm(data, 4, options); % 可视化结果 figure;plot(data(:,1), data(:,2), 'o'); hold on; maxU = max(U); index1 = find(U(1,:) == maxU); index2 = find(U(2,:) == maxU); index3 = find(U(3,:) == maxU); index4 = find(U(4,:) == maxU); line(data(index1,1), data(index1,2), 'linestyle', 'none', 'marker', 'o', 'color', 'g'); line(data(index2,1), data(index2,2), 'linestyle', 'none', 'marker', 'o', 'color', 'r'); line(data(index3,1), data(index3,2), 'linestyle', 'none', 'marker', 'o', 'color', 'b'); line(data(index4,1), data(index4,2), 'linestyle', 'none', 'marker', 'o', 'color', 'c'); plot(centers(1,1), centers(1,2), 'x', 'linewidth', 2, 'markersize', 8, 'color', 'k'); plot(centers(2,1), centers(2,2), 'x', 'linewidth', 2, 'markersize', 8, 'color', 'k'); plot(centers(3,1), centers(3,2), 'x', 'linewidth', 2, 'markersize', 8, 'color', 'k'); plot(centers(4,1), centers(4,2), 'x', 'linewidth', 2, 'markersize', 8, 'color', 'k'); disp('聚类中心:') disp(centers) for i = 1:size(centers,1) disp(['第',num2str(i),'个聚类的范围:']) index = find(U(i,:) == maxU); range = [min(data(index,1)), max(data(index,1)), min(data(index,2)), max(data(index,2))]; disp(range) end代码的问题

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