Python代碼實(shí)現(xiàn)KNN算法
kNN算法是k-近鄰算法的簡稱,主要用來進(jìn)行分類實(shí)踐,主要思路如下:
1.存在一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)都有對應(yīng)的標(biāo)簽,也就是說,我們知道樣本集中每一數(shù)據(jù)和他對應(yīng)的類別。
2.當(dāng)輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)進(jìn)行類別或標(biāo)簽判定時(shí),將新數(shù)據(jù)的每個(gè)特征值與訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,計(jì)算其到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中每個(gè)點(diǎn)的距離(下列代碼實(shí)現(xiàn)使用的是歐式距離)。
3.然后提取k個(gè)與新數(shù)據(jù)最接近的訓(xùn)練數(shù)據(jù)點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)簽或類別。
4.出現(xiàn)次數(shù)最多的標(biāo)簽或類別,記為當(dāng)前預(yù)測新數(shù)據(jù)的標(biāo)簽或類別。
歐式距離公式為:
distance= sqrt((xA0-XB0)^2+(xA1-XB1)^2+...+(xAn-XBn)^2)(若數(shù)據(jù)有n個(gè)特征項(xiàng))
以下為代碼實(shí)現(xiàn):
#! /usr/bin/python
#coding=utf-8
from numpy import *
import operator
def createDataSet():
group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]])#訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本集合
labels = ['A','A','B','B']#訓(xùn)練數(shù)據(jù)對應(yīng)的類別
return group,labels
'''''
inX:用于分類的輸入向量
dataSet:訓(xùn)練樣本集合
labels:標(biāo)簽向量
k:k-近鄰算法中的k
'''
def classify0(inX,dataSet,labels,k):
dataSetSize = dataSet.shape[0] #獲取數(shù)組的維度,也就是獲取訓(xùn)練樣本的行數(shù)(樣本數(shù)),若獲取列數(shù),則為shape[1]
diffMat = tile(inX,(dataSetSize,1)) - dataSet # tile 表示inX在重復(fù)dataSetSize行,重復(fù)1列。為輸入向量與各個(gè)樣本求取歐式距離做準(zhǔn)備。
sqDiddMat = diffMat**2 #diffMat是輸入向量與我們訓(xùn)練樣本每個(gè)點(diǎn)相減得到的,**2表示值的結(jié)果取平方。
sqDistances = sqDiddMat.sum(axis=1)#默認(rèn)為axis=0,axis=1以后就是將一個(gè)矩陣的每一行向量相加
distances = sqDistances**0.5 #對結(jié)果進(jìn)行開平方,得到輸入向量與每個(gè)訓(xùn)練樣本中點(diǎn)的歐式距離
sorteDistIndicies = distances.argsort()#將距離結(jié)果按照從小到大排序獲得索引值
classcount={} #這是一個(gè)字典,key為類別,value為距離最小的前k個(gè)樣本點(diǎn)里面為該類別的個(gè)數(shù)。
for i in range(k):
voteIlabel = labels[sorteDistIndicies[i]]#獲取距離最小的前k個(gè)樣本點(diǎn)對應(yīng)的label值
classcount[voteIlabel] = classcount.get(voteIlabel,0)+1 #如果之前的樣本點(diǎn)label值與與現(xiàn)在的相同,則累計(jì)加1,否則,此次加1
sorteClassCount = sorted(classcount.iteritems(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True) #針對calsscount獲取對象的第1個(gè)域的值進(jìn)行降序排序。也就是說根據(jù)類別的個(gè)數(shù)從大到小排序。
return sorteClassCount[0][0] #返回排序的字典的第一個(gè)元素的key,即分類后的類別
createDataSet()
print classify0([0.9,0.9],group,labels,3)
結(jié)果為:A
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