参看文章:
《机器学习-周志华》
《机器学习实战-Peter Harrington》
《统计学习方法-李航》
算法介绍:
k近邻学习是一种常用的监督学习方法,其工作机制如下,给定测试样本,基于某种距离度量(曼哈顿距离、欧氏距离、切比雪夫距离、Lp距离、Minkowski距离)找出训练集中与其最靠近的k个训练样本,然后基于这k个“邻居”的信息来进行预测。
argmax(f(x))是使得 f(x)取得最大值所对应的变量点x
投票法:
在分类任务中使用,选择k个样本出现最多的类别标记作为预测结果
平均法:
在回归任务中使用,即将k个样本的实值输出标记的平均值作为预测结果
距离权重法:
称为k近邻算法的优化算法,为每个点的距离增加一个权重,使得距离近的点可以得到更大的权重,既可用于加权平均又可用于加权投票。
优缺点:
优点:
1.理论成熟,思想简单,既可以用来做分类又可以做回归
2.训练时间复杂度为O(n);无数据输入假定;
3.可用于数值型数据和离散型数据;
4.对异常值不敏感
缺点:
1.计算复杂度高,因无显示的训练过程
2.对k值、距离敏感,不同k值与距离计算方法可能结果不同
3.无法给出任何数据的基础结构信息
最近邻分类器(k = 1)
错误率(暂未看懂)
实现方法:
1. 传统法代码:
1 #-*- coding: utf-8 -*-
2 import numpy as np
3 import operator
4
5 def createDataSet():
6 #创建数据集,包含样本group,标签labels
7 group = array([[1.0, 1.1], [1.0, 1.0], [0, 0], [0, 0.1]])
8 labels = ['A', 'A', 'B', 'B']
9 return group, labels
10
11 def classify0(inX, dataSet, labels, k):
12 #shape[0]返回数据集的行数,shape[1]返回数据集的列数
13 dataSetSize = dataSet.shape[0]
14 #tile(array,(a,b),把array按a行,b列进行复制,a,b为1时维持原行数或列数
15 diffMat = np.tile(inX, (dataSetSize, 1)) - dataSet
16 sqDiffMat = diffMat**2
17 #sum(axis = 1)对行求和,sum(aixs = 0)对列求和
18 sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1)
19 distances = sqDistances**0.5
20 '''
21 argsort(x)升序排序,argsort(-x)降序排序,argsort(x, axis=0)按列排序,返回的是原数组从小到大排序的下标值
22 np.argsort(x, axis=1)按行排序;默认按列排序
23 '''
24 sortedDistIndicies = distances.argsort()
25 classCount = {}
26 for i in range(k):
27 voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[i]]
28 classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel, 0) + 1
29 # sorted(iterable, cam = None, key = None, reverse = True/False),True按倒序排列,False按升序排列
30 #items() 方法以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组,
31 # key = operator.itemgetter(1)根据字典的值进行排序
32 # key = operator.itemgetter(0)根据字典的键进行排序
33 sortedClassCount = sorted(classCount.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)
34 #返回次数最多的类别
35 return sortedClassCount[0][0]
36
37 if __name__ == "__main__":
38 group, labels = createDataSet()
39 y = classify0([0, 0], group, labels, 3)
40 print(y)
2. kd树