K-近邻算法(KNN)

     拜读大神的系列教程,大神好像姓崔(猜测),大神根据《机器学习实战》来讲解,讲的很清楚,读了大神的博客后,我也把我自己吸收的写下来,可能有很多错误之处,希望拍砖(拍轻点)

    大神博客: https://cuijiahua.com/blog/2017/11/ml_1_knn.html  ,写得很好

   话不多说:

   前言:

  KNN算法应该是最简单的方法了(估计没有之一),在讲KNN理论之前,先讲下学校时学的两点间距离公式,即:

  

K-近邻算法(KNN)

           注: 这是2维坐标系里,求两点距离

   一、KNN理论

  首先我们有两个数据集,训练集和测试集,训练集用来训练数据,测试集用来测试训练后的准确性 

 

  有了两点间距离公式,接下来说下KNN步骤:

  (1)、首先准备训练集

  (2)、准备测试集

  (3)、求测试集和训练集每点之间的距离

  (4)、按距离升序排序

  (5)、取前K个数据(K一般为奇数较好),读取每个数据的分类结果

  (6)、计算每个分类出现的次数

  以上是KNN大概步骤,可能光文字描述比较难懂点,其实核心就是两点间距离公式,下面就用具体的例子说明:

二、首先我们举一个电影分类的例子

  首先我们看下训练集:

打斗镜头数   接吻镜头数   分类结果  
1   101   爱情片  
 105    1    动作片  
2   100   爱情片  
100   1   动作片  

  训练集解释:电影的分类只有两个类别,即动作片和爱情片,而分类的根据是打斗镜头数和接吻镜头数, 如果打斗镜头比接吻镜头多,说明是爱情片(大家都懂的),反之则是动作片,这就是分类的规则,但大家有没有发现一个问题,如果打斗镜头和接吻镜头一样多,那这个分类究竟是动作片还是爱情片了,还是爱情动作片? 其实这时候用KNN算法是分辨不出来的,因为数据集没有这个分类

       好了,训练集准备好了,接下来看下测试集:

打斗镜头数   接吻镜头数  
130   1  
1   100  

  以上是其实是两个测试集,下面就要分别求出分类结果:

  代码如下 

1 import numpy as np; 2 import operator; 3 4 def createDataSet():#创建数据集 5 group=np.array([[1,101],[5,89],[108,5],[115,8]]);#训练集特征 6 labels=np.array(['爱情片','爱情片','动作片','动作片']);#训练对应的结果 7 return group,labels; 8 9 def classisfy0(inx,dataSet,labels,k):#分类函数,即求出分类结果 10 dataSetSize=dataSet.shape[0];#获得训练集的行数 11 diffMat=np.tile(inx,(dataSetSize,1))-dataSet;#把测试集重复训练集的行数,并且测试集减去训练集,即(x1-x2),(y1-y2) 12 sqDiffMat=diffMat**2;#对矩阵每个元素求平方 13 sqDistance=sqDiffMat.sum(axis=1);#对矩阵按行求和,axis=1即按行求和 14 distance=sqDistance**0.5;#对求和后的矩阵,开方根,即距离公式的开方 15 sortedDistIndices=distance.argsort();#求出来的距离按从小大到排序,并且返回每个元素的索引,这里要注意的是:排序后的元素索引不会变,还是原来的索引,不了解的可以百度下argsort函数 16 classCount={}; 17 for i in range(k):#取前K个值,并且计算出每个分类出现的次数 18 votelabel=lables[sortedDistIndices[i]]; 19 classCount[votelabel]=classCount.get(votelabel,0)+1; 20 #排序,即按出现次数从大到小排序 21 sortedClassCount=sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True); 22 return sortedClassCount[0][0];#取第一个元素的分类结果,即出现次数最多的分类就是分类结果 23 24 if __name__=='__main__': 25 group,lables=createDataSet(); 26 test=[130,1];#测试集1 27 test_class=classisfy0(test,group,lables,3); 28 print('测试集1结果:',test_class); 29 test=[1,100];#测试集2 30 test_class = classisfy0(test, group, lables, 3); 31 print('测试集2结果:',test_class)

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