k-近邻算法采用测量不同特征值之间的距离方法进行分类。
k-近邻算法
优点:精度高、对异常值不敏感、无数据输入假定
缺点:计算复杂度高、空间复杂度高
适用数据范围:数值型和标称型
工作原理:存在一个样本数据集合,也称作训练样本集,并且样本集中每个数据都存在标签,即我们知道样本集中每一数据与所属分类的对应关系。输入没有标签的新数据后,将新数据的每个特征与样本集中数据对应的特征进行比较,然后算法提取样本集中特征最相似数据(最近邻)的分类标签。一般来说,我们只选择样本数据集中前k个最相似的数据,这就是k-近邻算法中k的出处,通常k是不大于20的整数。最后,选择k个最相似数据中出现次数最多的分类,作为新数据的分类。
k-近邻算法的一般流程
(1)收集数据:可以使用任何方法。
(2)准备数据:距离计算所需要的数值,最好是结构化的数据格式。
(3)分析数据:可以使用任何方法。
(4)训练算法:此步骤不适用于k-近邻算法。
(5)测试算法:计算错误率。
(6)使用算法:首先需要输入样本数据和结构化的输出结果,然后运行k-近邻算法判定输入数据分别属于哪个分类,最后应用对计算出的分类执行后续的处理。
使用python导入数据
from numpy import * import operator def createDataSet(): group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]]) labels = ['A','A','B','B'] return group, labels
KNN算法伪代码:
(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;
(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。
代码(python3.5)
from numpy import * import operator def createDataSet(): group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]]) labels = ['A','A','B','B'] return group, labels def classify0(inX, dataSet, labels, k): dataSetSize = dataSet.shape[0] #shape[]查看矩阵或数组的维数 diffMat = tile(inX, (dataSetSize,1))-dataSet #tile()函数的功能是重复某个数组 sqDiffMat = diffMat**2 sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1) #sum(axis=1)将一个矩阵的每一行向量相加 distances = sqDistances**0.5 sortedDistIndicies = distances.argsort() #argsort()函数是将x中的元素从小到大排列,提取其对应的index(索引),然后输出到y classCount={} for i in range(k): voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[i]] classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel,0)+1 sortedClassCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True) return sortedClassCount[0][0]