diff --git a/input/10.KMeans/testSet.xtx b/input/10.KMeans/testSet.txt similarity index 100% rename from input/10.KMeans/testSet.xtx rename to input/10.KMeans/testSet.txt diff --git a/src/python/10.kmeans/kMeans.py b/src/python/10.kmeans/kMeans.py index c65561a6..af2eed9b 100644 --- a/src/python/10.kmeans/kMeans.py +++ b/src/python/10.kmeans/kMeans.py @@ -3,6 +3,7 @@ from numpy import * + # 从文本中构建矩阵,加载文本文件,然后处理 def loadDataSet(fileName): # 通用函数,用来解析以 tab 键分隔的 floats(浮点数) dataMat = [] # 假设最后一列是目标变量 @@ -13,10 +14,12 @@ def loadDataSet(fileName): # 通用函数,用来解析以 tab 键分隔的 dataMat.append(fltLine) return dataMat + # 计算两个向量的欧式距离(可根据场景选择) def distEclud(vecA, vecB): return sqrt(sum(power(vecA - vecB, 2))) # la.norm(vecA-vecB) + # 为给定数据集构建一个包含 k 个随机质心的集合。随机质心必须要在整个数据集的边界之内,这可以通过找到数据集每一维的最小和最大值来完成。然后生成 0~1.0 之间的随机数并通过取值范围和最小值,以便确保随机点在数据的边界之内。 def randCent(dataSet, k): n = shape(dataSet)[1] # 列的数俩 @@ -27,13 +30,14 @@ def randCent(dataSet, k): centroids[:,j] = mat(minJ + rangeJ * random.rand(k,1)) # 随机生成 return centroids + # k-means 聚类算法 # 该算法会创建k个质心,然后将每个点分配到最近的质心,再重新计算质心。 # 这个过程重复数次,知道数据点的簇分配结果不再改变位置。 # 运行结果(多次运行结果可能会不一样,可以试试,原因为随机质心的影响,但总的结果是对的, 因为数据足够相似,也可能会陷入局部最小值) def kMeans(dataSet, k, distMeas=distEclud, createCent=randCent): m = shape(dataSet)[0] # 行数 - clusterAssment = mat(zeros((m,2))) # 创建一个与 dataSet 行数一样,但是有两列的矩阵,用来保存簇分配结果。 + clusterAssment = mat(zeros((m, 2))) # 创建一个与 dataSet 行数一样,但是有两列的矩阵,用来保存簇分配结果 centroids = createCent(dataSet, k) # 创建质心,随机k个质心 clusterChanged = True while clusterChanged: @@ -44,10 +48,36 @@ def kMeans(dataSet, k, distMeas=distEclud, createCent=randCent): distJI = distMeas(centroids[j,:],dataSet[i,:]) # 计算距离 if distJI < minDist: # 如果距离比 minDist(最小距离)还小,更新 minDist(最小距离)和最小质心的 index(索引) minDist = distJI; minIndex = j - if clusterAssment[i,0] != minIndex: clusterChanged = True - clusterAssment[i,:] = minIndex,minDist**2 # 更新簇分配结果为最小质心的 index(索引),minDist(最小距离)的平方 + if clusterAssment[i, 0] != minIndex: + clusterChanged = True + clusterAssment[i, :] = minIndex,minDist**2 # 更新簇分配结果为最小质心的 index(索引),minDist(最小距离)的平方 print centroids for cent in range(k): # 更新质心 - ptsInClust = dataSet[nonzero(clusterAssment[:,0].A==cent)[0]] # 获取该簇中的所有点 + ptsInClust = dataSet[nonzero(clusterAssment[:, 0].A==cent)[0]] # 获取该簇中的所有点 centroids[cent,:] = mean(ptsInClust, axis=0) # 将质心修改为簇中所有点的平均值,mean 就是求平均值的 return centroids, clusterAssment + + +if __name__ == "__main__": + + datMat = mat(loadDataSet('input/10.KMeans/testSet.txt')) + + # 测试 randCent() 函数是否正常运行。 + # 首先,先看一下矩阵中的最大值与最小值 + print 'min(datMat[:, 0])=', min(datMat[:, 0]) + print 'min(datMat[:, 1])=', min(datMat[:, 1]) + print 'max(datMat[:, 1])=', max(datMat[:, 1]) + print 'max(datMat[:, 0])=', max(datMat[:, 0]) + + # 然后看看 randCent() 函数能否生成 min 到 max 之间的值 + # print 'randCent(datMat, 2)=', randCent(datMat, 2) + + # 最后测试一下距离计算方法 + # print ' distEclud(datMat[0], datMat[1])=', distEclud(datMat[0], datMat[1]) + + # 该算法会创建k个质心,然后将每个点分配到最近的质心,再重新计算质心。 + # 这个过程重复数次,知道数据点的簇分配结果不再改变位置。 + # 运行结果(多次运行结果可能会不一样,可以试试,原因为随机质心的影响,但总的结果是对的, 因为数据足够相似) + myCentroids, clustAssing = kMeans(datMat, 4) + + # print 'centroids=', myCentroids diff --git a/src/python/10.kmeans/test.xtx b/src/python/10.kmeans/test.txt similarity index 100% rename from src/python/10.kmeans/test.xtx rename to src/python/10.kmeans/test.txt