鸢尾花(k-means)算法实现
pythonKNN算法实现鸢尾花数据集分类

pythonKNN算法实现鸢尾花数据集分类⼀、knn算法描述1.基本概述knn算法,⼜叫k-近邻算法。
属于⼀个分类算法,主要思想如下:⼀个样本在特征空间中的k个最近邻的样本中的⼤多数都属于某⼀个类别,则该样本也属于这个类别。
其中k表⽰最近邻居的个数。
⽤⼆维的图例,说明knn算法,如下:⼆维空间下数据之间的距离计算:在n维空间两个数据之间:2.具体步骤:(1)计算待测试数据与各训练数据的距离(2)将计算的距离进⾏由⼩到⼤排序(3)找出距离最⼩的k个值(4)计算找出的值中每个类别的频次(5)返回频次最⾼的类别⼆、鸢尾花数据集Iris 鸢尾花数据集内包含 3 类分别为⼭鸢尾(Iris-setosa)、变⾊鸢尾(Iris-versicolor)和维吉尼亚鸢尾(Iris-virginica),共150 条记录,每类各 50 个数据,每条记录都有 4 项特征:花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度,可以通过这4个特征预测鸢尾花卉属于哪⼀品种。
iris数据集包含在sklearn库当中,具体在sklearn\datasets\data⽂件夹下,⽂件名为iris.csv。
以本机为例。
其路径如下:D:\python\lib\site-packages\sklearn\datasets\data\iris.csv其中数据如下格式:第⼀⾏数据意义如下:150:数据集中数据的总条数4:特征值的类别数,即花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度。
setosa、versicolor、virginica:三种鸢尾花名从第⼆⾏开始:第⼀列为花萼长度值第⼆列为花萼宽度值第三列为花瓣长度值第四列为花瓣宽度值第五列对应是种类(三类鸢尾花分别⽤0,1,2表⽰)三、算法实现1.算法流程图:从以上流程图可以看出,knn算法包含后四步操作,所以将整个程序分为三个模块。
2.具体实现(1)⽅法⼀①利⽤slearn库中的load_iris()导⼊iris数据集②使⽤train_test_split()对数据集进⾏划分③KNeighborsClassifier()设置邻居数④利⽤fit()构建基于训练集的模型⑤使⽤predict()进⾏预测⑥使⽤score()进⾏模型评估说明:本代码来源于《Python机器学习基础教程》在此仅供学习使⽤。
对鸢尾花kmeans算法的总结

鸢尾花是一种常见的植物,具有多种品种和花色。
鸢尾花的种类繁多,因此如何有效地对鸢尾花进行分类成为一个研究热点。
K均值(k-means)算法是一种常用的聚类分析方法,对鸢尾花进行分类时,k-means算法可以发挥重要作用。
让我们来了解一下k-means算法的基本原理。
K均值算法通过迭代将n个数据点划分到k个集群中,使得同一集群内的点彼此距离的平方和最小。
其中,k是用户指定的聚类数目,而迭代的过程是根据每个数据点与各个中心的距离来不断更新中心点的位置,直至满足停止条件。
接下来,我们将对鸢尾花k-means算法进行总结和回顾性的探讨,以便更全面、深刻地理解这一主题。
在应用k-means算法对鸢尾花进行分类时,我们首先需要收集样本数据,包括鸢尾花的花瓣长度、花瓣宽度、花萼长度和花萼宽度等特征。
通过调用相应的数学库或算法工具,可以将这些样本数据输入到k-means算法中进行聚类分析。
当我们应用k-means算法对鸢尾花进行分类时,关键的一步是确定合适的聚类数目k。
这需要利用一些评价指标,如肘部法则(elbow method)或轮廓系数(silhouette score)来帮助确定最佳的k值。
通过数据点与各个中心的距离计算,不断迭代更新中心点的位置,最终将鸢尾花样本数据划分到不同的集群中。
对于鸢尾花k-means算法的应用而言,我们需要注意的一点是,选择合适的特征和合理地进行数据预处理是非常重要的。
另外,对聚类结果进行可视化分析也是必不可少的,可以通过绘制散点图或热力图来直观地展示聚类效果。
在我个人看来,鸢尾花k-means算法的应用不仅仅是简单的数据分析,更重要的是它可以帮助我们理解聚类分析的基本原理并掌握如何利用算法工具解决实际问题。
通过对鸢尾花k-means算法的总结和回顾性讨论,我对这一主题有了更深入的理解,也更加意识到了数据分析在实际应用中的重要性。
总结而言,通过本文的探讨,我们对鸢尾花k-means算法的原理和应用有了更全面、深刻和灵活的理解。
聚类算法实验

聚类算法实验1、数据集Iris Data SetIris Data Set是一个用于区分分析(discriminant analysis)的多变量数据集。
该数据集中的数据是由鸢尾属植物的三种花——Setosa、Versicolor与Virginica——的测量结果所组成,数据集中共包含150组数据信息,每一类别植物有50组数据。
每种花的特征用5种属性描述:①萼片长度sepal length(厘米)②萼片宽度sepal width(厘米)③花瓣长度petal length(厘米)④花瓣宽度petal width(厘米)⑤类——Setosa、Versicolor、Virginica在数据集的分析文件中给出了该数据集的一些统计摘要,简要内容如下:2、数据挖掘——数据预处理现实世界中数据大体上都是不完整,不一致的脏数据,无法直接进行数据挖掘,或挖掘结果差强人意。
为了提前数据挖掘的质量产生了数据预处理技术。
数据预处理有多种方法:数据清理,数据集成,数据变换,数据归约等。
这些数据处理技术在数据挖掘之前使用,大大提高了数据挖掘模式的质量,降低实际挖掘所需要的时间。
(1)数据清理首先是处理空缺值,比如:Iris Data Set中某一项数据的花瓣长度petal length项没有记录,就要对该项进行处理。
然后是处理噪声数据,通过考察周围的值来平滑存储数据的值。
最后是处理不一致数据。
对以上三种流程的主要方法是纸上记录、人工的加以更正等。
(2)数据集成即由多个数据存储合并数据。
(3)数据变换将数据转换成适用于数据挖掘的形式。
(4)数据归约数据挖掘时往往数据量非常大,在少量数据上进行挖掘分析需要很长的时间,数据归约技术可以用来得到数据集的归约表示,它小得多,但仍然接近于保持原数据的完整性,并结果与归约前结果相同或几乎相同。
具体到本实验中,由于Iris Data Set提供的信息比较完善,每个数据对象都由4维的数据和1维的类型组成,这五个数据之间用了“,”隔开没有空缺值、噪声数据等。
kmeans应用案例

kmeans应用案例K-means 应用案例。
K-means 是一种常见的聚类算法,它可以对数据进行分组,找出数据中的相似性,并将数据划分为不同的类别。
在实际应用中,K-means 算法被广泛应用于数据挖掘、模式识别、图像分割等领域。
下面将介绍 K-means 算法在实际案例中的应用。
首先,我们来看一个简单的 K-means 应用案例,鸢尾花数据集。
鸢尾花数据集是一个经典的数据集,其中包含了鸢尾花的四个特征,花萼长度、花萼宽度、花瓣长度和花瓣宽度。
我们可以利用 K-means 算法对这些特征进行聚类,找出不同种类的鸢尾花。
通过 K-means 聚类分析,我们可以将鸢尾花数据集分为三个类别,分别对应于不同的鸢尾花种类。
这样的聚类结果有助于我们更好地理解鸢尾花数据的特点,对鸢尾花进行分类和识别。
除了鸢尾花数据集,K-means 算法还可以应用于其他领域。
例如,在市场营销中,我们可以利用 K-means 算法对客户进行分群,找出具有相似行为和偏好的客户群体,从而针对不同的客户群体制定个性化的营销策略。
在医学影像分析中,K-means 算法可以用于图像分割,将医学影像中的不同组织和结构进行分离,有助于医生更准确地诊断疾病。
在互联网广告投放中,K-means 算法可以对用户进行行为分析,找出具有相似兴趣和偏好的用户群体,从而提高广告的投放效果。
总的来说,K-means 算法是一种简单而有效的聚类算法,它在实际应用中具有广泛的应用前景。
通过对数据进行聚类分析,我们可以更好地理解数据的特点,发现数据中的规律和趋势,为决策提供有力的支持。
希望本文介绍的 K-means 应用案例能够帮助大家更好地理解和应用这一算法。
聚类分析算法实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景聚类分析是数据挖掘中的一种重要技术,它将数据集划分成若干个类或簇,使得同一簇内的数据点具有较高的相似度,而不同簇之间的数据点则具有较低相似度。
本实验旨在通过实际操作,了解并掌握聚类分析的基本原理,并对比分析不同聚类算法的性能。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 软件环境:Python3.8、NumPy 1.19、Matplotlib 3.3.4、Scikit-learn0.24.03. 数据集:Iris数据集三、实验内容本实验主要对比分析以下聚类算法:1. K-means算法2. 聚类层次算法(Agglomerative Clustering)3. DBSCAN算法四、实验步骤1. K-means算法(1)导入Iris数据集,提取特征数据。
(2)使用Scikit-learn库中的KMeans类进行聚类,设置聚类数为3。
(3)计算聚类中心,并计算每个样本到聚类中心的距离。
(4)绘制聚类结果图。
2. 聚类层次算法(1)导入Iris数据集,提取特征数据。
(2)使用Scikit-learn库中的AgglomerativeClustering类进行聚类,设置链接方法为'ward'。
(3)计算聚类结果,并绘制树状图。
3. DBSCAN算法(1)导入Iris数据集,提取特征数据。
(2)使用Scikit-learn库中的DBSCAN类进行聚类,设置邻域半径为0.5,最小样本数为5。
(3)计算聚类结果,并绘制聚类结果图。
五、实验结果与分析1. K-means算法实验结果显示,K-means算法将Iris数据集划分为3个簇,每个簇包含3个样本。
从聚类结果图可以看出,K-means算法能够较好地将Iris数据集划分为3个簇,但存在一些噪声点。
2. 聚类层次算法聚类层次算法将Iris数据集划分为3个簇,与K-means算法的结果相同。
从树状图可以看出,聚类层次算法在聚类过程中形成了多个分支,说明该算法能够较好地处理不同簇之间的相似度。
人工智能基础与应用-物以类聚发现新簇群-人工智能案例探究鸢尾花品种

授课人:目录•提出问题•解决方案01•预备知识02•任务1——确定鸢尾花最佳的品种数k值03•任务2——绘制鸢尾花聚类后的结果散点图0405随着数据收集和数据存储技术的不断进步,我们可以迅速积累海量数据,然而,如何提取有用信息和甄别不同数据种群对普通人来说存在不小的挑战。
幸运的是,现在借助一些数据挖掘工具可以较为轻松地完成一些预测任务,例如,预测新物种、探究新信息种类是聚类算法最经典的应用案例。
本案例是基于一群鸢尾花(如下图所示)的数据集(无类别标签),根据花的特征探究将这些鸢尾花分为几个品种是比较合适的。
各式各样的鸢尾花如果你是一名植物学家,这个问题对于你来说是轻而易举的。
但在很多情况下,数据的主人或使用者并不具备本领域丰富的专业知识,那能否可以利用一种人工智能技术,让机器来帮助人类发现新的信息呢?为找到一种相对最佳的鸢尾花品种数k,•首先尽可能获得关于鸢尾花的特征知识,也许它能引导我们找到品种k的有效初值,因为花的特征反映了花的独特之处和一些重要信息,具有重要的参考价值;•然后,选用k-means算法对鸢尾花数据集进行聚类,从性能指标数据和样本可视化分布方面对聚类效果进行评价,•最后,在对比不同k值聚类效果的前提下,确定鸢尾花最佳的品种数量。
本案例的解决方案如下图所示:解决方案1.鸢尾花形态特征猜测:从鸢尾花的形态结构来看,也许花瓣能更好地帮助我们分辨鸢尾花的种类一种鸢尾花植物2.数据降维在衡量采用什么方法来分析数据之前,最好能对数据的全貌有一个可视化的了解,能从中发现一些内在规律或启示,以便能更好地指导我们选择相对合理的方法来解决问题。
我们通常只在二维或三维的空间可视化数据,但原始数据的实际维度可能是四维甚至更多,所有要采用数据降维的方法将原始数据的维度降为二维或三维,以便进行可视化来直观了解数据的分布。
除此之外,降维还可以提高计算、提高模型拟合度等好处。
如何保证原高维空间里的数据关系,经降维后仍然在低维空间保持不变或者近似呢?【引例5-1】降维鸢尾花数据集iris,绘制样本点图。
fcm聚类算法代鸢尾花分类

fcm聚类算法代鸢尾花分类
FCM(Fuzzy C-Means)聚类算法是一种软聚类方法,它通过优化目标函数得到每个样本点对所有类中心的隶属度,从而决定样本点的类属,以达到自动对样本数据进行分类的目的。
在鸢尾花分类中,可以采用FCM聚类算法进行分析。
以下是一种可能的实现过程:
1. 数据预处理:对鸢尾花数据集进行标准化处理,以便算法可以更好地比较数据点之间的距离。
2. 确定聚类数:可以尝试不同的聚类数,例如3、4或5,以便比较不同聚类结果的优劣。
3. 计算隶属度:根据FCM算法的公式,计算每个样本点对各类中心的隶属度。
4. 确定类属:根据隶属度的大小,将样本点分配到相应的类中。
5. 评估结果:使用准确率、召回率等指标评估聚类结果的质量。
通过以上步骤,可以使用FCM聚类算法对鸢尾花数据进行分类,并比较不同聚类数下的结果,选择最优的聚类方案。
knn算法实现鸢尾花的分类原理

K最近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)是一种简单而直观的机器学习算法,用于分类和回归。
下面是KNN算法在鸢尾花分类问题中的基本原理和实现步骤:KNN 算法原理:
1.数据准备:收集带有标签的训练数据,这些数据包括输入特征和对应的标
签(类别)。
2.选择 K 值:确定要使用的邻居数量 K。
K值的选择可能会影响分类的准确
性,一般通过交叉验证等方式来确定。
3.计算距离:对于给定的未标记样本,计算它与训练集中所有样本的距离。
常用的距离度量包括欧氏距离、曼哈顿距离等。
4.排序:将距离按升序排列,选择前 K 个距离最近的训练样本。
5.投票:统计 K 个最近邻居中每个类别的数量,选择数量最多的类别作为未
标记样本的预测类别。
鸢尾花分类问题的实现:
下面是使用Python和scikit-learn库实现鸢尾花分类的简单示例:
在这个示例中,我们首先加载鸢尾花数据集,然后将数据集分为训练集和测试集。
接着,我们创建一个KNN分类器,使用训练集训练模型,并在测试集上进行预测。
最后,计算模型的准确性。
这是一个简单的KNN分类器的实现,可以在更复杂的
数据集和应用中进行进一步的调整和优化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
种类
类别1(期望频数)
类别2(期望频数)
类别3(期望频数)
总数
区间89(6)
0(0.000001)
4(4)
2(2)
6
区间90(6.1)
0(0.000001)
4(4)
2(2)
6
总数
0
8
4
12
根据卡方公式计算:
即区间89和区间90的卡方检验值为0.00002;
c(i,1)=3;
end
end
%¾ßÌåÔËÐÐ
h1=[a c];
h2=[b c];
h3=[p,c];
h4=[q,c];
disp('sepal length:');
chime(h1);
disp('End!');
disp('sepal width:');
chime(h2);
disp('End!');
disp('petal length:');
根据要离散的属性对实例进行排序:每个实例属于一个区间;
第二步:递归合并区间。
(1)计算每一对相邻区间的卡方值
预先设定一个卡方的阈值,在阈值之下的区间都合并,阈值之上的区间保持分区间。
卡方的计算公式:
参数说明:m=2(每次比较的区间数是2个),k=类别数;
:第i区间第j类的实例的数量
:第j类的实例数量 ;
ify(i,1)>=x(j,1)&&y(i,1)<=x(j,2)
m(1,y(i,2))=m(1,y(i,2))+1;
elseify(i,1)>=x(j+1,1)&&y(i,1)<=x(j+1,2)
m(2,y(i,2))=m(2,y(i,2))+1;
end
end
fori=1:3
m(3,i)=m(1,i)+m(2,i);
N:总的实例数量 ;
: 的期望频率 ;=(Ni/N)*Cj
(2)将卡方值最小的一对区间合并。
三、
数据描述:鸢尾花共有四个属性,花萼长,花萼宽,花瓣长,花瓣宽。数据共150个样本,分为三个品种:setosa versicolor virginica(刚毛,变色,弗吉尼亚),每个品种50个样本。
以花瓣长度属性为例,区间合并过程:
lenx=lenx-1;
end
x(:,2)
最终以max_interval=6作为终止条件,将150个区间合并成6个区间:
[4.300000000000004.80000000000000]
[4.900000000000004.90000000000000]
[55.40000000000000]
[5.500000000000005.70000000000000]
tx=size(x);%x¾ØÕóµÄÐÐÁÐÖµ
lenx=tx(1,1);%lenx=size£¨x,1£©Çø¼ä¾ØÕóµÄÐÐÊý
whilelenx>6
%Íâ²ãÑ »·£¬ÓÃÓÚ½áÊøÌõ¼þÅж¨
min=9999;
forj=1:lenx-1
%ÄÚ²ãÑ »·£¬ÓÃÓÚÕÒ³ö¾ßÓÐ×îС¿¨·½ÖµµÄÏàÁÚÇø¼ä
%´¦Àí×Ö·û´®
t=size(class);
fori=1:t(1,1)
ifstrcmp(class(i,1),'Iris-setosa')==1
c(i,1)=1;
elseifstrcmp(class(i,1),'Iris-versicolor')==1
c(i,1)=2;
elseifstrcmp(class(i,1),'Iris-virginica')==1
以鸢尾花数据集为目标离散数据,对
一、
基本思想:对于精确的离散化,相对类频率在一个区间内应当完全一致。因此,如果两个相邻的区间具有非常类似的类分布,则这两个区间可以合并;否则,它们应当保持分开。而低卡方值表明它们具有相似的类分布。
算法描述:
将属性A的每个不同值作为一个区间;
对每对相邻区间进行卡方检验;
[5.800000000000007]
[7.100000000000007.90000000000000]
分裂点分别是:4.8,4.9,5.4,5.7,7
四、
ChiMerge.m
%¶ÁÈ¡Îļþ
[a,b,p,q,class]=textread('irisData.txt','%f%f%f%f%s','delimiter',',');
第一趟合并:
每个值都是一个区间,首先计算排序后的第一区间和第二区间的卡方值:
种类
类别1(期望频数)
类别2(期望频数)
类别3(期望频数)
总数
区间1
1(1)
0(0.000001)
0(0.000001)
1
区间2
3(3)
0(0.000001)
0(0.000001)
3
总数
4
0
0
4
根据卡方公式计算:
即区间1和区间2的卡方检验值为0.00004;
fori=1:2
fork=1:3
ans=ans+((m(i,k)-m(i,k+3))^2)/m(i,k+3);
end
end
%ÕÒ³ö×îС¿¨·½Öµ
ifans<=min
min=ans;
key=j;
end
end
%ÏàÁÚÇø¼äºÏ²¢²½Öè
x(key,2)=x(key+1,2);
x(key+1,:)=[];
end
fori=1:3
m(i,7)=m(i,1)+m(i,2)+m(i,3);
end
fori=1:2
fork=4:6
m(i,k)=m(i,7)*m(3,k-3)/m(3,7);%ÆÚÍûƵÂÊ
ifm(i,k)==0
m(i,k)=0.1;
end
end
end
%¼ÆËã³öÕâÁ½¸öÏàÁÚÇø¼äµÄ¿¨·½Öµ
y=sortrows(h,1);%ÅÅÐò²Ù×÷ £¨¶ÔµÚÒ»ÁнøÐÐÉýÐòÅÅÐò£©
ty=size(y);%»ñÈ¡¾ØÕóyµÄÐÐÁÐÊý
leny=ty(1,1);%ÐÐÊý leny=size(y,1)
x=[y(:,1) y(:,1)];%³õʼ»¯Çø¼ä¾ØÕó£¬Ê¹ÓÃyµÄµÚÒ»Áи³Öµ
chime(h3);
disp('End!');
disp('petal width:');
chime(h4);
disp('End!');
chime.m
%½¨Á¢chimeº¯ÊýÓÃÓÚionm=chime(h)
%½øÐÐchimergeºËÐIJÙ×÷£¬½¨Á¢Çø¼ä¾ØÕó£¬È»ºóͨ¹ý¿¨·½¼ìÑéÀëÉ¢»¯Êý¾Ý£¡
ans=0;
m=zeros(3,7);%´Ë£¨¿¨·½±í£©¾ØÕóÓÃÓÚ±£´æ¼ÆË㿨·½ÖµµÄÏà¹ØÊý¾Ý
%ºóÃæ4¸öforÑ »·ÓÃÓÚ¿¨·½±íÊý¾ÝµÄÉèÖà 3*7µÄ0¾ØÕó
fori=1:leny%yÊǾ ¹ýÅÅÐòµÄð°Î²»¨µ¥ÊôÐÔ+Àà±ðÊý¾Ý£¬xÊÇð°Î²»¨Êý¾ÝÇø¼ä
对具有最小卡方值的区间进行合并;
该过程递归地进行,直到满足预先定义的终止标准。
二
ChiMerge是监督的、自底向上的(即基于合并的)数据离散化方法。它依赖于卡方分析:具有最小卡方值的相邻区间合并在一起,直到满足确定的停止准则。在本程序中,满足条件具体表现为max_interval=6。
算法描述:
第一步:初始化。