聚類演算法JAVA代碼

① 人工智慧是學什麼的

人工智慧是學什麼的

目前人工智慧專業的學習內容主要包括： 機器學習、人工智慧導論（搜索法等）、圖像識別、生物演化論、自然語言處理、語義網、博弈論等。

需要的基礎課程主要有，信號處理，線性代數，微積分，還有編程（有數據結構基礎）。

從專業的角度來說，機器學習、圖像識別、自然語言處理，這其中任何一個都是一個大的方向，只要精通其中一個方向，就已經很厲害了。所以不要看內容很多，有些你只是需要掌握，你需要選擇的是一個方向深入研究。其實嚴格來說，人工智慧不算難學，但是也不是輕輕鬆鬆就能學會的，需要有一定的數學相關的基礎，同時還有一段時間的積淀。

想必大家也都知道，現在是一個逐漸智能化的 社會 ，隨著 科技 的不斷進步，越來越多的智能化產品開始進入到人們的生活中。而近些年，相信大家經常會聽到人工智慧四個字，人工智慧這個行業比較吸引人，同時薪資待遇也較好。因此，很多的大學畢業生畢業之後都想要進入這個行業，但進入這個行業並不容易，如果是零基礎的話更是需要學習很多東西才行。那麼人工智慧入門需要我們學習什麼呢？

需要我們了解的一點是人工智慧是一個綜合學科，其本身涉及很多方面，比如神經網路、機器識別、機器視覺、機器人等，因此，我們想要學好整個人工智慧是很不容易的。

首先我們需要一定的數學基礎，如：高數、線性代數、概率論、統計學等等。很多人可能要問，我學習人工智慧為什麼要有數學基礎呢？二者看似毫不相干，實則不然。線性代數能讓我們了解如何將研究對象形象化，概率論能讓我們懂得如何描述統計規律，此外還有許多其他數學科目，這些數學基礎能讓我們在學習人工智慧的時候事半功倍。

然後我們需要的就是對演算法的累積，比如人工神經網路、遺傳演算法等。人工智慧的本身還是通過演算法對生活中的事物進行計算模擬，最後做出相應操作的一種智能化工具，演算法在其中扮演的角色非常重要，可以說是不可或缺的一部分。

最後需要掌握和學習的就是編程語言，畢竟演算法的實現還是需要編程的，推薦學習的有java以及Python。如果以後想往大數據方向發展，就學習Java，而Python可以說是學習人工智慧所必須要掌握的一門編程語言。當然，只掌握一門編程語言是不夠的，因為大多數機器人的模擬都是採用的混合編程模式，即採用多種編程軟體及語言組合使用，在人工智慧方面一般使用的較多的有匯編和C++，此外還有MATLAB、VC++等，總之一句話，編程是必不可少的一項技能，需要我們花費大量時間和精力去掌握。

人工智慧現在發展得越來越快速，這得益於計算機科學的飛速發展。可以預料到，在未來，我們的生活中將隨處可見人工智慧的產品，而這些產品能為我們的生活帶來很大的便利，而人工智慧行業的未來發展前景也是十分光明的。所以，選擇人工智慧行業不會錯，但正如文章開頭所說，想入行，需要我們下足功夫，全面掌握這個行業所需要的技能才行。

1.數學基礎：

高等數學，線性代數，概率論數理統計和隨機過程，離散數學，數值分析，博弈論；

2.演算法積累：

神經網路，支持向量機，貝葉斯，決策樹，邏輯回歸，線性模型，聚類演算法，遺傳演算法，估計方法，特徵工程等；

3.編程語言:

至少掌握一門編程語言，越精通越好，畢竟演算法的實現還是要編程的；

4.技術基礎：

計算機原理，操作系統，程序設計語言，分布式系統，演算法基礎；

人工智慧，即AI(ArtificialIntelligence)，是一門包含計算機、控制論、資訊理論、神經生理學、心理學、語言學等綜合學科。

該概念第一次在達茅斯頓學術會議上提出：人工智慧是從計算機應用系統角度出發，研究如何製造出人造的智能機器或智能系統，來模擬人類智能活動的能力，以及延生人類智能科學。

核心課程

ArtificialIntelligence人工智慧

MachineLearning機器學習

AdvancedOperatingSystems高級操作系統

AdvancedAlgorithmDesign高級演算法設計

ComputationalComplexity計算復雜性

MathematicalAnalysis數學分析

AdvancedComputerGraphics高級計算機圖形

AdvancedComputerNetworks高級計算機網路

② k-means演算法怎麼為對稱矩陣進行聚類

幾種典型的聚類融合演算法：
1.基於超圖劃分的聚類融合演算法
(1)Cluster-based Similarity Partitioning Algorithm(GSPA)
(2)Hyper Graph-Partitioning Algorithm(HGPA)
(3)Meta-Clustering Algorithm(MCLA)
2.基於關聯矩陣的聚類融合演算法
Voting-K-Means演算法。
3.基於投票策略的聚類融合演算法
w-vote是一種典型的基於加權投票的聚類融合演算法。
同時還有基於互信息的聚類融合演算法和基於有限混合模型的聚類融合演算法。
二、基於關聯矩陣的聚類融合演算法——Voting-K-Means演算法
Voting-K-Means演算法是一種基於關聯矩陣的聚類融合演算法，關聯矩陣的每一行和每一列代表一個數據點，關聯矩陣的元素表示數據集中數據點對共同出現在同一個簇中的概率。
演算法過程：
1.在一個數據集上得到若干個聚類成員；
2.依次掃描這些聚類成員，如果數據點i和j在某個聚類成員中被劃分到同一個簇中，那麼就在關聯矩陣對應的位置計數加1；關聯矩陣中的元素值越大，說明該元素對應的兩個數據點被劃分到同一個簇中的概率越大；
3.得到關聯矩陣之後，Voting-K-Means演算法依次檢查關聯矩陣中的每個元素，如果它的值大於演算法預先設定的閥值，就把這個元素對應的兩個數據點劃分到同一個簇中。

Voting-K-Means演算法的優缺點：
Voting-K-Means演算法不需要設置任何參數，在聚類融合的過程中可以自動地的選擇簇的個數 並且可以處理任意形狀的簇。因為Voting-K-Means演算法在聚類融合過程中是根據兩個數據點共同出現在同一個簇中的可能性大小對它們進行劃分的，所以只要兩個數據點距離足夠近，它們就會被劃分到一個簇中。
Voting-K-Means演算法的缺點是時間復雜度較高，它的時間復雜度是O(n^2);需要較多的聚類成員，如果聚類成員達不到一定規模，那麼關聯矩陣就不能准確反映出兩個數據點出現在同一個簇的概率。

package clustering;import java.io.FileWriter;import weka.clusterers.ClusterEvaluation;import weka.clusterers.SimpleKMeans;import weka.core.DistanceFunction;import weka.core.EuclideanDistance;import weka.core.Instances;import weka.core.converters.ConverterUtils.DataSource;import weka.filters.unsupervised.attribute.Remove;public class Votingkmeans2 extends SimpleKMeans { /** 生成的序列號 */ private static final long serialVersionUID = 1557181390469997876L; /** 劃分的簇數 */ private int m_NumClusters; /** 每個劃分的簇中的實例的數量 */ public int[] m_ClusterSizes; /** 使用的距離函數，這里是歐幾里德距離 */ protected DistanceFunction m_DistanceFunction = new EuclideanDistance(); /** 實例的簇號賦值 */ protected int[] m_Assignments; /** 設定聚類成員融合閥值 */ private final static double THREASOD = 0.5; /** 生成一個聚類器 */ public void buildClusterer(Instances data) throws Exception{ final int numinst = data.numInstances(); // 數據集的大小 double [][]association = new double[numinst][numinst]; // 定義並初始化一個關聯矩陣 int numIteration = 40; // 設置生成的聚類成員數 final int k = (int)Math.sqrt(numinst); // 設置K-Means聚類演算法參數——簇數 for(int i = 0; i < numIteration; i++) { if(data.classIndex() == -1) data.setClassIndex(data.numAttributes() - 1); // 索引是從0開始 String[] filteroption = new String[2]; filteroption[0] = "-R"; filteroption[1] = String.valueOf(data.classIndex() + 1);// 索引是從1開始 Remove remove = new Remove(); remove.setOptions(filteroption); remove.setInputFormat(data); /* 使用過濾器模式生成新的數據集；新數據集是去掉類標簽之後的數據集 */ Instances newdata = weka.filters.Filter.useFilter(data, remove); /* 生成一個K-Means聚類器 */ SimpleKMeans sm = new SimpleKMeans(); sm.setNumClusters(k); sm.setPreserveInstancesOrder(true); // 保持數據集實例的原始順序 sm.setSeed(i); // 通過設置不同的種子，設置不同的簇初始中心點，從而得到不同的聚類結果 sm.buildClusterer(newdata); int[] assigm = sm.getAssignments(); // 得到數據集各個實例的賦值 /* 建立關聯矩陣 */ for(int j = 0; j < numinst; j++) { for(int m = j; m < numinst; m++) { if(assigm[j] == assigm[m]) { association[j][m] = association[j][m] + 1.0 / numIteration ; } } } } System.out.println(); /* 將生成的關聯矩陣寫入.txt文件（註：生成的txt文本文件在e:/result.txt中） */ FileWriter fw = new FileWriter("e://result.txt"); for(int j = 0; j < numinst; j++) { for(int m = j; m < numinst; m++) { //由於關聯矩陣是對稱的，為了改進演算法的效率，只計算矩陣的上三角 String number = String.format("%8.2f", association[j][m]); fw.write(number); } fw.write("\n"); } /* 處理關聯矩陣，分別考慮了兩種情況 ：1.關聯矩陣中某個元素對應的兩個數據點已經被劃分到了不同的簇中 * 2.兩個數據點中有一個或者兩個都沒有被劃分到某個簇中。 */ int[] flag = new int[numinst]; int[] flagk = new int[k]; int[] finallabel = new int[numinst]; for(int m = 0; m < numinst; m++) { for(int n = m; n < numinst; n++) { if(association[m][n] > THREASOD) { if(flag[m] == 0 && flag[n] == 0) { // 兩個數據點都沒有被劃分到某個簇中， int i = 0; // 將他們劃分到同一個簇中即可 while (i < k && flagk[i] == 1) i = i + 1; finallabel[m] = i; finallabel[n] = i; flag[m] = 1; flag[n] = 1; flagk[i] = 1; } else if (flag[m] == 0 && flag[n] == 1) { // 兩個數據點中有一個沒有被劃分到某個簇中， finallabel[m] = finallabel[n]; // 將他們劃分到同一個簇中即可 flag[m] = 1; } else if (flag[m] == 1 && flag[n] == 0) { finallabel[n] = finallabel[m]; flag[n] = 1; } else if (flag[m] == 1 && flag[n] == 1 && finallabel[m] != finallabel[n]) { // 兩個數據點已被劃分到了不同的簇中， flagk[finallabel[n]] = 0; // 將它們所在的簇合並 int temp = finallabel[n]; for(int i = 0; i < numinst; i++) { if(finallabel[i] == temp) finallabel[i] = finallabel[m]; } } } } } m_Assignments = new int[numinst]; System.out.println("基於關聯矩陣的聚類融合演算法——Voting-K-Means演算法的最終聚類結果"); for(int i = 0; i < numinst; i++) { m_Assignments[i] = finallabel[i]; System.out.print(finallabel[i] + " "); if((i+1) % 50 == 0) System.out.println(); } for(int i = 0; i < k; i++) { if(flagk[i] == 1) m_NumClusters++; } } /** * return a string describing this clusterer * * @return a description of the clusterer as a string */ public String toString() { return "Voting-KMeans\n"; } public static void main(String []args) { try {String filename="e://weka-data//iris.arff"; Instances data = DataSource.read(filename); Votingkmeans2 vk = new Votingkmeans2(); vk.buildClusterer(data); /* 要生成Voting-K-Means的聚類評估結果包括准確率等需要覆蓋重寫toString()方法； * 因為沒有覆蓋重寫，所以這里生產的評估結果沒有具體內容。 */ ClusterEvaluation eval = new ClusterEvaluation(); eval.setClusterer(vk); eval.evaluateClusterer(new Instances(data)); System.out.println(eval.clusterResultsToString()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}}

分析代碼時注意：得到的類成員變數m_Assignments就是最終Voting-K-Means聚類結果；由於是採用了開源機器學習軟體Weka中實現的SimpleKMeans聚類演算法，初始時要指定簇的個數，這里是數據集大小開根號向下取整；指定的閥值為0.5，即當關聯矩陣元素的值大於閥值時，才對該元素對應的兩個數據點進行融合，劃分到一個簇中，考慮兩種情況，代碼注釋已有，這里不再詳述。但聚類融合的實驗結果並不理想，鶯尾花數據集irsi.arff是數據挖掘實驗中最常用的數據集，原數據集共有三個類；但本實驗進行四十個聚類成員的融合，其最終聚類結果劃分成兩個簇；其原因可能有兩個：一是演算法本身的問題，需要使用其他更加優化的聚類融合演算法；二是實現上的問題，主要就在聚類結果的融合上，需要進行一步對照關聯矩陣進行邏輯上的分析，找出代碼中的問題。關聯矩陣文本文件http://download.csdn.net/detail/lhkaikai/7294323

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本文來自 Turingkk 的CSDN 博客 ，全文地址請點擊：https://blog.csdn.net/lhkaikai/article/details/25004823?utm_source=

③ 請教Louvain演算法的Java程序（程序小白完全看不懂，希望大神詳解）

Louvain演算法主要針對文獻[1]的一種實現，它是一種基於模塊度的圖演算法模型，與普通的基於模塊度和模塊度增益不同的是，該演算法速度很快，而且對一些點多邊少的圖，進行聚類效果特別明顯，本文用的畫圖工具是Gephi，從畫圖的效果來說，提升是很明顯的。

文本沒有權威，僅是個人工作中的一點總結與思考，能力與時間有限，理解不免有些淺薄，僅做參考。也可能有理解偏差或錯誤，如有發現，希望不吝指教，多謝！

由於演算法中的公式太多，不方便用markdown編輯，所以就將編排好的文檔轉成圖片，如需完整的文檔請點擊這里下載。

④ 利用java演算法進行聚類，聚類的結果存儲在哪

K-MEANS演算法: k-means 演算法接受輸入量 k ；然後將n個數據對象劃分為 k個聚類以便使得所獲得的聚類滿足：同一聚類中的對象相似度較高；而不同聚類中的對象相似度較校聚類相似度是利用各聚類中對象的均值所獲得一個「中心對象」