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  • 《机器学习实战》笔记(1):kNN

    前言

    《机器学习实战》(Machine Learning in Action)确是一本入门的好教材,学习过后权且做个总结。

    正文     

    1. 算法目的

    未知分类的数据集进行预测分类

    2. 原理(伪代码)

    对未知类别属性的数据集中的每个点依次执行以下操作:
    (1) 计算已知类别数据集中的点与当前点之间的距离;
    (2) 按照距离递增次序排序;
    (3) 选取与当前点距离最小的k个点(k<20);
    (4) 确定前k个点所在类别的出现频率;
    (5) 返回前k个点出现频率最高的类别作为当前点的预测分类。

    3. 原理详解

    3.1 数据集(dataset)

          机器学习是基于大数据的,因此收集准备数据集是很重要的一环。数据集有n行或者n列相同的数据组成(为了简化以后都说n行),每行数据对应着一个标签,例如以下一个依据打斗镜头和接吻镜头数来进行电影分类的例子:

    每部电影的打斗镜头数、接吻镜头数以及电影评估类型
    电影名称 打斗镜头 接吻镜头 类型
    California 3 104 爱情片
    He’s Not Really into Dudes 2 100 爱情片
    Beautiful Woman 1 81 爱情片
    Kevin Longblade 101 10 动作片
    Robo Slayer 3000 99 5 动作片
    Amped II 98 2 动作片
    ? 18 90 未知

    其中每个电影的打斗镜头和接吻镜头数目就是每行数据的内容,类型即为标签,下面要预测未知电影的分类,就可以采用合适的分类方法,例如本篇的kNN算法。为了编程的方便可直接将以上内容抽象为:

    (3,104)  A
    (2,100)  A
    (1,81)   A
    (101,10) B
    (99,5)   B
    (98,2)   B

    其中(3,104)是一行数据,在python中可以array形式储存,A表示爱情片,B表示动作片,它们都是标签,标签也用另外的array储存,注意以上数据集一般指的是已知分类的数据集,未知分类的可另外列出。数据集也可以以.txt的文件给出,利用python的文件读取将数据和标签储存为array形式即可,一般.txt内容如下

    3 104 A
    2 100 A
    1 81 A
    101 10 B
    99 5 B
    98 2 B

    3.2 原理步骤详解

    (1) 计算已知类别数据集中的点与当前点之间的距离

    ​​​     对于二维的两个点(x_1,y_1)(x_2,y_2),他们的距离计算公式如:d=sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2}

         例如上面电影未知分类的数据集只有一个点(18,90),已知分类的数据集中第一个点与当前点的距离为:

         d=sqrt{(3-18)^2+(104-90)^2}=28.30

        对于高维的情况,例如(1,0,0,1)和(1,3,1,4):

        d=sqrt{(1-1)^2+(0-3)^2+(0-1)^2+(1-4)^2)}

         其余计算略,列表如下

    3 104 A 28.30
    2 100 A 18.87    
    1 81 A 19.24
    101 10 B 115.28
    99 5 B 117.41
    98 2 B 118.93

    (2) 按照距离递增次序排序

          直接排序如下:

    2 100 A 18.87    
    1 81 A 19.24
    3 104 A 28.30
    101 10 B 115.28
    99 5 B 117.41
    98 2 B 118.93

     (3) 选取与当前点距离最小的k个点(k<20)

          这里的k为正整数,一般小于20,也是为什么叫做k邻近算法的原因,k一般如何取值这里不讲,这里就取k=3

    2 100 A 18.87    
    1 81 A 19.24
    3 104 A 28.30

    (4) 确定前k个点所在类别的出现频率

         由步骤(3)可知,类别A出现的频率为1,B为0

    (5) 返回前k个点出现频率最高的类别作为当前点的预测分类

        由于A出现的频率最高,即可以预测当前未知点(18,90)的类别为A,即爱情片

    3.3 代码实现

         此处暂时略过,具体可参考《机器学习实战源码》,慢点本人贴出下载链接

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/hzcya1995/p/13281764.html
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