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python聚类分析案例

发布时间:2023-06-05 02:53:46

python数据挖掘从哪些

一. 基于Python的数据挖掘 基本架构

1. matplotlib, 图形化

2. pandas,数据挖掘的关键, 提供各种挖掘分析的算法

3. numpy, 提供基本的统计
scipy, 提供各种数学公式

4. python common lib,python基本框架

二. 环境搭建
1. 安装python

2. 安装pip
pandas依赖的pip版本,最低是8.0.0。如果pip是8以下的版本,如7.2.1,需要升级pip.
命令是“python -m pip install -U pip”,这是windows版本。
Linux是”pip install -U pip“

通过命令“pip --version”, 可以查看pip版本号

3. 安装pandas
命令“pip install pandas", 这是windows版本。

Linux平台可用
sudo apt-get install python-pandas

4. 安装matplotlib
pip install matplotlib

三. 数据类型
pypython common type
string list tuple dict set
6钟学列
list, tuple, string, unicode string, buffer object, xrange

pandas type
ndarray, series dateFrame

ndarray, 数组类型,新增原因:
list, tuple是基于指针+对象设计的。即list,tuple存储的是void*指针,指针指向具体对象的数据。
因为是void*指针,所以二者可以存储各种数据类型,即数据类型可以不统一。
虽然存储丰富,但如果数据量过大时,即处理大数据时,有弊端。
1. 存储空间大,浪费内存。因为存两部分,指针+数据
2. 读取慢,通过index,找到指针;基于指针,找到数据
所以在大数据处理时,新增ndarray,数字类型,类似C++ 数组。存储相同,读取、修改快捷。
别名:array, 有利于节省内存、提高CPU的计算时间,有丰富的处理函数

series,变长字典,
类似一维数组的对象;有数据和索引组成
新增原因:
dict是无序的,它的key和value存在映射关系。但key和value之间是不独立的,存储在一起。
如果需要对一项进行操作,会影响到另外一项。所以有了series, series的key和value是独立的,独立存储。
series的key是定长有序的。通过series.key获取整个索引, 通过series.values获取所有values.
series的key,可以通过series.index.name,设置唯一的名称。
series整体也可以设置唯一名称,通过series.name

DataFrame:
1. 一个表格型的数据结构
2. 含有一组有序的列(类似于index)
3. 可以认为是,共享一个index的Series集合

data1={'name':['java', 'c', 'python'], 'year': [2,2,3]}
frame = pd.DataFrame(data1)

------------------------------------------------
四. 基本的数据分析流程:
1. 数据的获取

2. 数据准备--规格化,建立各种索引index

3. 数据的显示、描述,用于调试
如df.index, df.values, df.head(n), df.tail(n) df.describe

4. 数据的选择
index获取, 切片获取, 行、列获取, 矩形区域获取

index获取,df.row1 或者 df['row1']
行列,df.loc[行list, 列list], 如df.loc[0:1,['co1','col2'] ]
通过二位索引,取二维左上角,df.iloc[0,0],也可以列表 df.iloc[0:2,0:2],取前2行。

5. 简单的统计与处理
统计平均值、最大值等

6. Grouping 分组
df.groupby(df.row1)

7. Merge合并
append追加,
contact连接, 包含append功能,也可以两个不同的二维数据结构合并
join连接, SQL连接,基于相同字段连接,如 sql的where, a.row1 = b.row1

------------------------------------------------
五. 高级的数据处理与可视化:
1. 聚类分析
聚类是数据挖掘描述性任务和预测性任务的一个重要组成部分,它以相似性为基础,
把相似的对象通过静态分类,分成不同的组别和子集。
在python中,有很多第三方库提供了聚类算法。

聚类算法有很多, 其中K-均值算法,因为其简单、快捷的特点,被广泛使用。
基本原理是,
1. 查找某数据集的中心,
2. 使用均方差,计算距离。使得每一个数据点都收敛在一个组内;各个组是完全隔离的

案例:
>>> from pylab import *
>>> from scipy.cluster.vq import *
>>>
>>> list1=[88,64,96,85]
>>> list2=[92,99,95,94]
>>> list3=[91,87,99,95]
>>> list4 = [78,99,97,81]
>>> list5=[88,78,98,84]
>>> list6=[100,95,100,92]
>>> tempdate = (list1, list2, list3, list4, list5, list6)
>>>
>>> tempdate
([88, 64, 96, 85], [92, 99, 95, 94], [91, 87, 99, 95], [78, 99, 97, 81], [88, 78
, 98, 84], [100, 95, 100, 92])
>>> date = vstack(tempdate)
>>>
>>> date
array([[ 88, 64, 96, 85],
[ 92, 99, 95, 94],
[ 91, 87, 99, 95],
[ 78, 99, 97, 81],
[ 88, 78, 98, 84],
[100, 95, 100, 92]])

>>> centroids,abc=kmeans(date,2) #查找聚类中心,第二个参数是设置分N类,如5类,则为5

>>> centroids # 基于每列查找的中心点,可能是平均值
array([[88, 71, 97, 84],
[90, 95, 97, 90]])
>>>
>>> result,cde=vq(date,centroids) #对数据集,基于聚类中心进行分类
>>> result
array([0, 1, 1, 1, 0, 1])

2. 绘图基础
python描绘库,包含两部分,
绘图api, matplotlib提供各种描绘接口。
集成库,pylab(包含numpy和matplotlib中的常用方法),描绘更快捷、方便。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
t = np.arange(0,10)

plt.plot(t, t+2)
plt.plot(t,t, 'o', t,t+2, t,t**2, 'o') #(x,y)一组,默认是折线;‘o'是散点,
plt.bar(t,t**2) # 柱状图
plt.show()

--------------------
import pylab as pl
t = np.arange(0,10)
plt.plot(t, t+2)
plt.show()

3. matplotlib图像属性控制
色彩、样式
名称: 图、横、纵轴,
plt.title('philip\'s python plot')
plt.xlabel('date')
plt.ylabel('value')
其他: pl.figure(figsize=(8,6),dpi=100)
pl.plot(x,y, color='red', linewidth=3, lable='line1')
pl.legend(loc='upper left')

子图
pl.subplot(211) # 整体图片,可以分为二维部分;
#第一个是图的行,第二个是列;第三个是index, 从左上开始0遍历 当前行,再下一行。
#如果是2位数,如11,需要‘,’
axes(left, bottom, width, height) # 参数取值范围是(0,1), left,是到左边的距离,bottom是到下面的距离

4. pandas作图
Series、DataFrame支持直接描绘,封装了调用matplotlib的接口,如
series.close.plot()
df.close.plot() #具体参数类似matplotlib普通接口

属性控制
类似matplotlib普通接口,修改各种图片的类型,柱形图、折线等

--------common-----------------
list, tuple, dict

--------numpy-----------------
ndarray, Series, DataFrame

② python代码如何应用系统聚类和K-means聚类法进行聚类分析 然后选择变量,建立适当的模型

-Means聚类算法
k-means算法以k为参数,把n个对象分成k个簇,使簇内具有较高的相似度,而簇间的相似度较低。

随机选择k个点作为初始的聚类中心。
对于剩下的点,根据其与聚类中心的距离,将其归入最近的簇。
对每个簇,计算所有点的均值作为新的聚类中心。
重复2,3直到聚类中心不再发生改变

Figure 1

K-means的应用
数据介绍:
现有1999年全国31个省份城镇居民家庭平均每人全年消费性支出的八大主要变量数据,这八大变量分别是:食品、衣着、家庭设备用品及服务、医疗保健、交通和通讯、娱乐教育文化服务、居住以及杂项商品和服务。利用已有数据,对31个省份进行聚类。

实验目的:
通过聚类,了解1999年各个省份的消费水平在国内的情况。

技术路线:
sklearn.cluster.Kmeans

数据实例:

③ 如何用python对文本进行聚类

实现原理:
首先从Tourist_spots_5A_BD.txt中读取景点信息,然后通过调用无界面浏览器PhantomJS(Firefox可替代)访问网络链接"http://ke..com/",通过Selenium获取输入对话框ID,输入关键词如"故宫",再访问该网络页面。最后通过分析DOM树结构获取摘要的ID并获取其值。核心代码如下:
driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='lemma-summary']/div")

PS:Selenium更多应用于自动化测试,推荐Python爬虫使用scrapy等开源工具。
# coding=utf-8
"""
Created on 2015-09-04 @author: Eastmount
"""

import time
import re
import os
import sys
import codecs
import shutil
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.keys import Keys
import selenium.webdriver.support.ui as ui
from selenium.webdriver.common.action_chains import ActionChains

#Open PhantomJS
driver = webdriver.PhantomJS(executable_path="G:\phantomjs-1.9.1-windows\phantomjs.exe")
#driver = webdriver.Firefox()
wait = ui.WebDriverWait(driver,10)

#Get the Content of 5A tourist spots
def getInfobox(entityName, fileName):
try:
#create paths and txt files
print u'文件名称: ', fileName
info = codecs.open(fileName, 'w', 'utf-8')

#locate input notice: 1.visit url by unicode 2.write files
#Error: Message: Element not found in the cache -
# Perhaps the page has changed since it was looked up
#解决方法: 使用Selenium和Phantomjs
print u'实体名称: ', entityName.rstrip('\n')
driver.get("http://ke..com/")
elem_inp = driver.find_element_by_xpath("//form[@id='searchForm']/input")
elem_inp.send_keys(entityName)
elem_inp.send_keys(Keys.RETURN)
info.write(entityName.rstrip('\n')+'\r\n') #codecs不支持'\n'换行
time.sleep(2)

#load content 摘要
elem_value = driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='lemma-summary']/div")
for value in elem_value:
print value.text
info.writelines(value.text + '\r\n')
time.sleep(2)

except Exception,e: #'utf8' codec can't decode byte
print "Error: ",e
finally:
print '\n'
info.close()

#Main function
def main():
#By function get information
path = "BaiSpider\\"
if os.path.isdir(path):
shutil.rmtree(path, True)
os.makedirs(path)
source = open("Tourist_spots_5A_BD.txt", 'r')
num = 1
for entityName in source:
entityName = unicode(entityName, "utf-8")
if u'故宫' in entityName: #else add a '?'
entityName = u'北京故宫'
name = "%04d" % num
fileName = path + str(name) + ".txt"
getInfobox(entityName, fileName)
num = num + 1
print 'End Read Files!'
source.close()
driver.close()

if __name__ == '__main__':
main()

④ 聚类算法之K均值算法(k-means)的Python实现

K-means算法是硬聚类算法,是典型的基于原型的目标函数聚类方法的代表,它是数据点到原型的某种距离作为优化的目标函数,利用函数求极值的方法得到迭代运算的调整规则。K-means算法以欧式距离作为相似度测度,它是求对应某一初始聚类中心向量V最优分类,使得评价指标J最小。算法采用误差平方和准则函数作为聚类准则函数。

通常,人们根据样本间的某种距离或者相似性来定义聚类,即把相似的(或距离近的)样本聚为同一类,而把不相似的(或距离远的)样本归在其他类。

所谓聚类问题,就是给定一个元素集合D,其中每个元素具有n个可观察属性,使用某种算法将D划分成k个子集,要求每个子集内部的元素之间相异度尽可能低,而不同子集的元素相异度尽可能高。其中每个子集叫做一个簇。

k-means算法是一种很常见的聚类算法,它的基本思想是:通过迭代寻找k个聚类的一种划分方案,使得用这k个聚类的均值来代表相应各类样本时所得的总体误差最小。

看起来还不错

分析一个公司的客户分类,这样可以对不同的客户使用不同的商业策略,或是电子商务中分析商品相似度,归类商品,从而可以使用一些不同的销售策略,等等。

⑤ 用python2.7做kmeans聚类算法怎么导入数据

指定文件名
问题描述:一堆二维数据,用kmeans算法对其进行聚类,下面例子以分k=3为例。
原数据:
1.5,3.1
2.2,2.9
3,4
2,1
15,25
43,13
32,42
0,0
8,9
12,5
9,12
11,8
22,33
24,25

实现代码:

[python] view plain
#coding:utf-8
from numpy import *
import string
import math

def loadDataSet(filename):
dataMat = []
fr = open(filename)
for line in fr.readlines():
element = line.strip('\n').split(',')
number = []
for i in range(len(element)):
number.append(string.atof(element[i]))
dataMat.append(number)
return dataMat

def distEclud(vecA, vecB):
count = len(vecA)
s = 0.0
for i in range(0, count):
s = s + power(vecA[i]-vecB[i], 2)
return sqrt(s)

def clusterOfElement(means, element):
min_dist = distEclud(means[0], element)
lable = 0
for index in range(1, len(means)):
dist = distEclud(means[index], element)
if(dist < min_dist):
min_dist = dist
lable = index
return lable

def getMean(cluster): #cluster=[[[1,2],[1,2],[1,2]....],[[2,1],[2,1],[2,1],[2,1]...]]
num = len(cluster) #1个簇的num,如上为3个
res = []
temp = 0
dim = len(cluster[0])
for i in range(0, dim):
for j in range(0, num):
temp = temp + cluster[j][i]
temp = temp / num
res.append(temp)
return res

def kMeans():
k = 3
data = loadDataSet('data.txt')
print "data is ", data
inite_mean = [[1.1, 1], [1, 1],[1,2]]

count = 0
while(count < 1000):
count = count + 1
clusters = []
means = []
for i in range(k):
clusters.append([])
means.append([])

for index in range(len(data)):
lable = clusterOfElement(inite_mean, data[index])
clusters[lable].append(data[index])

for cluster_index in range(k):
mea = getMean(clusters[cluster_index])
for mean_dim in range(len(mea)):
means[cluster_index].append(mea[mean_dim])

for mm in range(len(means)):
for mmm in range(len(means[mm])):
inite_mean[mm][mmm] = means[mm][mmm]

print "result cluster is ", clusters
print "result means is ", inite_mean

kMeans()

⑥ python数据做聚类分析,结果的图怎么在二维平面表示出来

python中用pdf_multivariate求解多维密度分布,然后用plot_surface画三维曲面图;
另外用matlab也!

⑦ 谱聚类(Spectral clustering)(python实现)

谱聚类概念
谱聚类是一种基于图论的聚类方法,通过对样本数据的拉普拉斯矩阵的特征向量进行聚类,从而达到对样本数据聚类的母的。谱聚类可以理解为将高维空间的数据映射到低维,然后在低维空间用其它聚类算法(如KMeans)进行聚类。

算法步骤

1 计算相似度矩阵 W
2 计算度矩阵 D
3 计算拉普拉斯矩阵L=D-W
4 计算L的特征值,将特征值从小到大排序,取前k个特征值.将这个特征值向量转换为矩阵
5 通过其他聚类算法对其进行聚类,如k-means
详细公式和概念请到 大佬博客

相比较PCA降维中取前k大的特征值对应的特征向量,这里取得是前k小的特征值对应的特征向量。但是上述的谱聚类算法并不是最优的,接下来我们一步一步的分解上面的步骤,总结一下在此基础上进行优化的谱聚类的版本。

python实现
例子一:使用谱聚类从噪声背景中分割目标

效果图

例子2:分割图像中硬币的区域

效果图

注意
1)当聚类的类别个数较小的时候,谱聚类的效果会很好,但是当聚类的类别个数较大的时候,则不建议使用谱聚类;

(2)谱聚类算法使用了降维的技术,所以更加适用于高维数据的聚类;

(3)谱聚类只需要数据之间的相似度矩阵,因此对于处理稀疏数据的聚类很有效。这点传统聚类算法(比如K-Means)很难做到

(4)谱聚类算法建立在谱图理论基础上,与传统的聚类算法相比,它具有能在任意形状的样本空间上聚类且收敛于全局最优解
(5)谱聚类对相似度图的改变和聚类参数的选择非常的敏感;

(6)谱聚类适用于均衡分类问题,即各簇之间点的个数相差不大,对于簇之间点个数相差悬殊的聚类问题,谱聚类则不适用;

参考
谱聚类算法介绍
sklearn官网

⑧ python数据分析项目:用户消费行为分析

为了创造更多利润、实现数据驱动运营,某CD网站拟对18个月以来的近7万条消费数据进行分析。具体的研究思路如下:

新增['month']列,便于后续按月分析。

重新查看,此时的时间列已转换为正常格式。

由上图可知,

接下来我们用之前清洗好的字段进行数据分析。

前三个月消费订单数在10000笔左右,后续月份的平均则在2500笔。

前三个月产品购买数在20000以上,后续月份的产品购买量在6000~8000左右 。

前三个月每月的消费人数在8000-10000之间,后续月份平均消费人数在2000人不到

上述消费趋势的分析可以通过数据透视表分析(不建议数据透视表进行去重操作)

本章小结——
趋势分析:总体来看,消费总金额、消费次数、产品购买量、消费人数的趋势想似:均先上升、下跌、趋于平稳并下降。
可以看出网站的流失用户在增加,采用开源(拉新)节流(留存)的运营方式,来增加销售收入。

上一部分是按月分析,主要看趋势;本部分按用户个体分析,来看消费能力。

按用户消费金额进行降序排列,由图可知,共计约25000个用户:

启发,只要维护好这5000个用户(占比20%)就可以把业绩KPI完成70%,如果能把5000个用户运营的更好就可以占比更高。

通过以上基本数据描述分析可以清楚该网站整体的消费趋势和用户消费能力,现在进一步挖掘用户消费行为数据,通过RFM模型、生命周期等方法对用户进行分层,为后续运营管理提供依据。

首购可以进一步依渠道划分,衡量不同渠道的差异性,从而量化渠道能力,为后期渠道优化提供依据。

用户第一次购买分布,集中在前三个月(1997年1-3月);其中,在2月11日至2月25日有一次剧烈波动

由图可知,1997年1-4月新用户数量由90%跌落至80%以下;之后几个月的新用户量保持在80~82%区间。

RFM是一个经典的用户分类模型,模型利用通用交易环节中最核心的三个维度——最近消费(Recency)、消费频率(Frequency)、消费金额(Monetary)细分用户群体,从而分析不同群体的用户价值,最终达到精准营销。

RFM从3个维度、分2个等级(均值)得到8类用户分层。

通过RFM模型,把用户分为8个类别,分别给用户打标签、将客户分为重要价值、重要保持、重要挽留、重要发展、一般价值、一般保持、一般保留、一般发展8类客户。

从RFM分层可知,本网站的大部分用户为一般挽留客户(可适当放弃这部分低价值客户、也可进一步提高活跃度)、重要保持客户(企业优质的客户群,采用会员制运营)。具体运营策略依据参照如下:

为了避免划分用户群体过多(RFM从3个维度、分2个等级得到8类用户分层的数据立方),可能导致针对性的营销成本负担上升;下面将通过聚类方法,基于RFM模型划分成4类用户,更快实现后期用户管理。

显然,归一化预处理后,当n=2时,轮廓系数取最大值0.79,仅从模型聚类效果来讲分2类合适;而标准正态化预处理后显示,分4类的轮廓系数最大,达0.6964(但2-7类的轮廓系数整理差别波动不大)

参考漏斗模型,针对每个用户,按18个月内的每个月对用户情况进行分类,即新用户、活跃用户、回流用户、流失用户。
通过下面的数据透视表即可得到每个用户每个月的购买情况,从而进行转化分析。

若本月无消费(即为0)

若本月有消费(即为1)

由上表可知,每月的用户消费状态变化

⑨ 建议收藏!10 种 Python 聚类算法完整操作示例

聚类或聚类分析是无监督学习问题。它通常被用作数据分析技术,用于发现数据中的有趣模式,例如基于其行为的客户群。有许多聚类算法可供选择,对于所有情况,没有单一的最佳聚类算法。相反,最好探索一系列聚类算法以及每种算法的不同配置。在本教程中,你将发现如何在 python 中安装和使用顶级聚类算法。完成本教程后,你将知道:

聚类分析,即聚类,是一项无监督的机器学习任务。它包括自动发现数据中的自然分组。与监督学习(类似预测建模)不同,聚类算法只解释输入数据,并在特征空间中找到自然组或群集。

群集通常是特征空间中的密度区域,其中来自域的示例(观测或数据行)比其他群集更接近群集。群集可以具有作为样本或点特征空间的中心(质心),并且可以具有边界或范围。

聚类可以作为数据分析活动提供帮助,以便了解更多关于问题域的信息,即所谓的模式发现或知识发现。例如:

聚类还可用作特征工程的类型,其中现有的和新的示例可被映射并标记为属于数据中所标识的群集之一。虽然确实存在许多特定于群集的定量措施,但是对所识别的群集的评估是主观的,并且可能需要领域专家。通常,聚类算法在人工合成数据集上与预先定义的群集进行学术比较,预计算法会发现这些群集。

有许多类型的聚类算法。许多算法在特征空间中的示例之间使用相似度或距离度量,以发现密集的观测区域。因此,在使用聚类算法之前,扩展数据通常是良好的实践。

一些聚类算法要求您指定或猜测数据中要发现的群集的数量,而另一些算法要求指定观测之间的最小距离,其中示例可以被视为“关闭”或“连接”。因此,聚类分析是一个迭代过程,在该过程中,对所识别的群集的主观评估被反馈回算法配置的改变中,直到达到期望的或适当的结果。scikit-learn 库提供了一套不同的聚类算法供选择。下面列出了10种比较流行的算法:

每个算法都提供了一种不同的方法来应对数据中发现自然组的挑战。没有最好的聚类算法,也没有简单的方法来找到最好的算法为您的数据没有使用控制实验。在本教程中,我们将回顾如何使用来自 scikit-learn 库的这10个流行的聚类算法中的每一个。这些示例将为您复制粘贴示例并在自己的数据上测试方法提供基础。我们不会深入研究算法如何工作的理论,也不会直接比较它们。让我们深入研究一下。

在本节中,我们将回顾如何在 scikit-learn 中使用10个流行的聚类算法。这包括一个拟合模型的例子和可视化结果的例子。这些示例用于将粘贴复制到您自己的项目中,并将方法应用于您自己的数据。

1.库安装

首先,让我们安装库。不要跳过此步骤,因为你需要确保安装了最新版本。你可以使用 pip Python 安装程序安装 scikit-learn 存储库,如下所示:

接下来,让我们确认已经安装了库,并且您正在使用一个现代版本。运行以下脚本以输出库版本号。

运行该示例时,您应该看到以下版本号或更高版本。

2.聚类数据集

我们将使用 make _ classification ()函数创建一个测试二分类数据集。数据集将有1000个示例,每个类有两个输入要素和一个群集。这些群集在两个维度上是可见的,因此我们可以用散点图绘制数据,并通过指定的群集对图中的点进行颜色绘制。这将有助于了解,至少在测试问题上,群集的识别能力如何。该测试问题中的群集基于多变量高斯,并非所有聚类算法都能有效地识别这些类型的群集。因此,本教程中的结果不应用作比较一般方法的基础。下面列出了创建和汇总合成聚类数据集的示例。

运行该示例将创建合成的聚类数据集,然后创建输入数据的散点图,其中点由类标签(理想化的群集)着色。我们可以清楚地看到两个不同的数据组在两个维度,并希望一个自动的聚类算法可以检测这些分组。

已知聚类着色点的合成聚类数据集的散点图接下来,我们可以开始查看应用于此数据集的聚类算法的示例。我已经做了一些最小的尝试来调整每个方法到数据集。3.亲和力传播亲和力传播包括找到一组最能概括数据的范例。

它是通过 AffinityPropagation 类实现的,要调整的主要配置是将“ 阻尼 ”设置为0.5到1,甚至可能是“首选项”。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我无法取得良好的结果。

数据集的散点图,具有使用亲和力传播识别的聚类

4.聚合聚类

聚合聚类涉及合并示例,直到达到所需的群集数量为止。它是层次聚类方法的更广泛类的一部分,通过 AgglomerationClustering 类实现的,主要配置是“ n _ clusters ”集,这是对数据中的群集数量的估计,例如2。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个合理的分组。

使用聚集聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

5.BIRCHBIRCH

聚类( BIRCH 是平衡迭代减少的缩写,聚类使用层次结构)包括构造一个树状结构,从中提取聚类质心。

它是通过 Birch 类实现的,主要配置是“ threshold ”和“ n _ clusters ”超参数,后者提供了群集数量的估计。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个很好的分组。

使用BIRCH聚类确定具有聚类的数据集的散点图

6.DBSCANDBSCAN

聚类(其中 DBSCAN 是基于密度的空间聚类的噪声应用程序)涉及在域中寻找高密度区域,并将其周围的特征空间区域扩展为群集。

它是通过 DBSCAN 类实现的,主要配置是“ eps ”和“ min _ samples ”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,尽管需要更多的调整,但是找到了合理的分组。

使用DBSCAN集群识别出具有集群的数据集的散点图

7.K均值

K-均值聚类可以是最常见的聚类算法,并涉及向群集分配示例,以尽量减少每个群集内的方差。

它是通过 K-均值类实现的,要优化的主要配置是“ n _ clusters ”超参数设置为数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个合理的分组,尽管每个维度中的不等等方差使得该方法不太适合该数据集。

使用K均值聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

8.Mini-Batch

K-均值Mini-Batch K-均值是 K-均值的修改版本,它使用小批量的样本而不是整个数据集对群集质心进行更新,这可以使大数据集的更新速度更快,并且可能对统计噪声更健壮。

它是通过 MiniBatchKMeans 类实现的,要优化的主配置是“ n _ clusters ”超参数,设置为数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,会找到与标准 K-均值算法相当的结果。

带有最小批次K均值聚类的聚类数据集的散点图

9.均值漂移聚类

均值漂移聚类涉及到根据特征空间中的实例密度来寻找和调整质心。

它是通过 MeanShift 类实现的,主要配置是“带宽”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以在数据中找到一组合理的群集。

具有均值漂移聚类的聚类数据集散点图

10.OPTICSOPTICS

聚类( OPTICS 短于订购点数以标识聚类结构)是上述 DBSCAN 的修改版本。

它是通过 OPTICS 类实现的,主要配置是“ eps ”和“ min _ samples ”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我无法在此数据集上获得合理的结果。

使用OPTICS聚类确定具有聚类的数据集的散点图

11.光谱聚类

光谱聚类是一类通用的聚类方法,取自线性线性代数。

它是通过 Spectral 聚类类实现的,而主要的 Spectral 聚类是一个由聚类方法组成的通用类,取自线性线性代数。要优化的是“ n _ clusters ”超参数,用于指定数据中的估计群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,找到了合理的集群。

使用光谱聚类聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

12.高斯混合模型

高斯混合模型总结了一个多变量概率密度函数,顾名思义就是混合了高斯概率分布。它是通过 Gaussian Mixture 类实现的,要优化的主要配置是“ n _ clusters ”超参数,用于指定数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我们可以看到群集被完美地识别。这并不奇怪,因为数据集是作为 Gaussian 的混合生成的。

使用高斯混合聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

在本文中,你发现了如何在 python 中安装和使用顶级聚类算法。具体来说,你学到了:

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