一维数组的 K-Means 聚类算法理解
发布日期:2021-05-09 00:53:47 浏览次数:17 分类:博客文章

本文共 5256 字,大约阅读时间需要 17 分钟。

刚看了这个算法,理解如下,放在这里,备忘,如有错误的地方,请指出,谢谢

 

需要做聚类的数组我们称之为【源数组】
需要一个分组个数K变量来标记需要分多少个组,这个数组我们称之为【聚类中心数组】及
一个缓存临时聚类中心的数组,我们称之为【缓存聚类中心数组】
然后初始化一个K长度的数组,值随机(尽量分布在原数组的更大的区间以便计算),用于和源数组进行比对计算。

下面是计算的部分:

死循环遍历对源数据进行分组。

分组内遍历原数组的每个元素与聚类中心的每个元素的距离(差值的绝对值),将最小距离的聚类中心数组下标缓存的临时变量临时变量数组A中(长度=原数组),

创建二维数组,我们称之为【分组数组】 [聚类中心数组长度][源数组中分类的值],
遍历临时变量数组A,使用A的小标拿到原数组对应的值,赋值给分组数组。
具体公式如:
分组数组[A[i]].add(原数组[i]);
返回分组数组

对分组后的数组计算中间值存入缓存聚类中心数组,比较缓存剧烈数组和聚类数组,是否位置一样,值一样,如果一样跳出死循环,分类结束,

否则将临时剧烈中心数组赋值给聚类中心数组进行下次循环

 

别笑!语文从来没及格过,表达能力就这样了。。。。。。。。不明白我说的啥,那么就看代码吧。

 

下面是c#代码,如果需要java代码,请看http://www.oschina.net/code/snippet_42411_2527

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;namespace K_MeansTest{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            double[] p = { 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11,20,21,22,23,27,40,41,42,43,61,62,63, 100, 150, 200, 1000 };            int k = 5;            double[][] g;            g = cluster(p, k);            for (int i = 0; i < g.Length; i++)            {                for (int j = 0; j < g[i].Length; j++)                {                    Console.WriteLine(g[i][j]);                }                Console.WriteLine("----------------------");            }            Console.ReadKey();        }        /*    * 聚类函数主体。    * 针对一维 double 数组。指定聚类数目 k。    * 将数据聚成 k 类。    */        public static double[][] cluster(double[] p, int k)        {            // 存放聚类旧的聚类中心            double[] c = new double[k];            // 存放新计算的聚类中心            double[] nc = new double[k];            // 存放放回结果            double[][] g;            // 初始化聚类中心            // 经典方法是随机选取 k 个            // 本例中采用前 k 个作为聚类中心            // 聚类中心的选取不影响最终结果            for (int i = 0; i < k; i++)                c[i] = p[i];            // 循环聚类,更新聚类中心            // 到聚类中心不变为止            while (true)            {                // 根据聚类中心将元素分类                g = group(p, c);                // 计算分类后的聚类中心                for (int i = 0; i < g.Length; i++)                {                    nc[i] = center(g[i]);                }                // 如果聚类中心不同                if (!equal(nc, c))                {                    // 为下一次聚类准备                    c = nc;                    nc = new double[k];                }                else // 聚类结束                    break;            }            // 返回聚类结果            return g;        }        /*         * 聚类中心函数         * 简单的一维聚类返回其算数平均值         * 可扩展         */        public static double center(double[] p)        {            return sum(p) / p.Length;        }        /*         * 给定 double 型数组 p 和聚类中心 c。         * 根据 c 将 p 中元素聚类。返回二维数组。         * 存放各组元素。         */        public static double[][] group(double[] p, double[] c)        {            // 中间变量,用来分组标记            int[] gi = new int[p.Length];            // 考察每一个元素 pi 同聚类中心 cj 的距离            // pi 与 cj 的距离最小则归为 j 类            for (int i = 0; i < p.Length; i++)            {                // 存放距离                double[] d = new double[c.Length];                // 计算到每个聚类中心的距离                for (int j = 0; j < c.Length; j++)                {                    d[j] = distance(p[i], c[j]);                }                // 找出最小距离                int ci = min(d);                // 标记属于哪一组                gi[i] = ci;            }            // 存放分组结果            double[][] g = new double[c.Length][];            // 遍历每个聚类中心,分组            for (int i = 0; i < c.Length; i++)            {                // 中间变量,记录聚类后每一组的大小                int s = 0;                // 计算每一组的长度                for (int j = 0; j < gi.Length; j++)                    if (gi[j] == i)                        s++;                // 存储每一组的成员                g[i] = new double[s];                s = 0;                // 根据分组标记将各元素归位                for (int j = 0; j < gi.Length; j++)                    if (gi[j] == i)                    {                        g[i][s] = p[j];                        s++;                    }            }            // 返回分组结果            return g;        }        /*         * 计算两个点之间的距离, 这里采用最简单得一维欧氏距离, 可扩展。         */        public static double distance(double x, double y)        {            return Math.Abs(x - y);        }        /*         * 返回给定 double 数组各元素之和。         */        public static double sum(double[] p)        {            double sum = 0.0;            for (int i = 0; i < p.Length; i++)                sum += p[i];            return sum;        }        /*         * 给定 double 类型数组,返回最小值得下标。         */        public static int min(double[] p)        {            int i = 0;            double m = p[0];            for (int j = 1; j < p.Length; j++)            {                if (p[j] < m)                {                    i = j;                    m = p[j];                }            }            return i;        }        /*         * 判断两个 double 数组是否相等。 长度一样且对应位置值相同返回真。         */        public static bool equal(double[] a, double[] b)        {            if (a.Length != b.Length)                return false;            else            {                for (int i = 0; i < a.Length; i++)                {                    if (a[i] != b[i])                        return false;                }            }            return true;        }    }}

结果如下

 

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