dbscan算法实现鸢尾花聚类(python实现)

DBscan算法原理 :

dbscan算法-CSDN博客

法一(调库) :

直接调库 :

复制代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import datasets
from sklearn.cluster import DBSCAN
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.discriminant_analysis import StandardScaler

# 加载数据集
iris = datasets.load_iris()
X = iris.data

# 数据预处理,标准化数据
scaler = StandardScaler()
X = scaler.fit_transform(X)

# 使用DBSCAN聚类算法
dbscan = DBSCAN(eps=0.5, min_samples=5) # 获取DBSCAN聚类对象
y_pred = dbscan.fit_predict(X)

# 输出聚类结果
print('聚类结果:', y_pred)

# 可视化
pca = PCA(n_components=2)
transformed = pca.fit_transform(X)

print(transformed)

# 绘制聚类结果
plt.scatter(transformed[:, 0], transformed[:, 1], c=y_pred)
plt.xlabel('Component 1')
plt.ylabel('Component 2')
plt.title('DBSCAN Clustering on Iris Dataset')
plt.show()

其中重要的代码也就两行 :

复制代码
# 使用DBSCAN聚类算法
dbscan = DBSCAN(eps=0.5, min_samples=5) # 获取DBSCAN聚类对象
y_pred = dbscan.fit_predict(X)

实现效果 :

法二(手写):

思路 : 根据原理实现,可根据具体注释理解(相信一定能够看懂)

复制代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import datasets
from sklearn.cluster import DBSCAN
from sklearn.decomposition import PCA

def distance(p1, p2): # 计算两点的欧式距离
    return np.sqrt(np.sum((p1 - p2) ** 2))

def region_query(data, idx , eps): # 获取与data相邻点的下标集合
    neighbors = [] # 创建空邻居列表
    for index, point in enumerate(data):
        if distance(point, data[idx]) <= eps:
            neighbors.append(index)
    return neighbors

def expand_cluster(data, labels, point_index, cluster_label, eps, min_samples): # 对点进行扩展
    neighbors = region_query(data, point_index, eps)
    if len(neighbors) < min_samples:# 领域内少于min_samples --> 为噪声点
        labels[point_index] = -1  # 标记为噪声点
        return False
    else:
        labels[point_index] = cluster_label # 标记为当前标签
        for neighbor_index in neighbors:
            if labels[neighbor_index] == 0:# 该点未访问过
                labels[neighbor_index] = cluster_label
                expand_cluster(data, labels, neighbor_index, cluster_label, eps, min_samples) # 继续找下去 , 递归
        return True

def dbscan(data, eps, min_samples):
    n = len(data) # 求数据的长度
    labels = np.zeros(n)  # 0表示未分类  : 先全部赋值为 0
    cluster_label = 0 # 簇的数量 / 簇的标记 , 每当一个新的聚类被创建时,cluster_label的值会递增,以便为下一个聚类指定不同的标签。

    # 类似于BFS
    for idx in range(n):# 访问所有点
        if labels[idx] == 0:# 当前点未访问
            if expand_cluster(data, labels, idx , cluster_label + 1, eps, min_samples):
                cluster_label += 1

    return labels


# 准备数据准备
iris = datasets.load_iris()
x = iris.data # 导入鸢尾花数据集

# DBSCAN进行聚类
eps = 0.5  # 邻域半径
min_samples = 5  # 最小样本数
labels = dbscan(x, eps, min_samples) # 获取聚类结果

print(labels)

# 可视化
pca = PCA(n_components=2)
transformed = pca.fit_transform(x)

plt.scatter(transformed[:, 0], transformed[:, 1], c=labels)
plt.xlabel('Component 1')
plt.ylabel('Component 2')
plt.title('DBSCAN Clustering on Iris Dataset')
plt.show()

实现效果 :

具体分类数据 :

相关推荐
冷雨夜中漫步7 小时前
Python快速入门(6)——for/if/while语句
开发语言·经验分享·笔记·python
郝学胜-神的一滴7 小时前
深入解析Python字典的继承关系:从abc模块看设计之美
网络·数据结构·python·程序人生
百锦再7 小时前
Reactive编程入门:Project Reactor 深度指南
前端·javascript·python·react.js·django·前端框架·reactjs
颜酱9 小时前
图结构完全解析:从基础概念到遍历实现
javascript·后端·算法
m0_736919109 小时前
C++代码风格检查工具
开发语言·c++·算法
yugi9878389 小时前
基于MATLAB强化学习的单智能体与多智能体路径规划算法
算法·matlab
喵手9 小时前
Python爬虫实战:旅游数据采集实战 - 携程&去哪儿酒店机票价格监控完整方案(附CSV导出 + SQLite持久化存储)!
爬虫·python·爬虫实战·零基础python爬虫教学·采集结果csv导出·旅游数据采集·携程/去哪儿酒店机票价格监控
2501_944934739 小时前
高职大数据技术专业,CDA和Python认证优先考哪个?
大数据·开发语言·python
helloworldandy9 小时前
使用Pandas进行数据分析:从数据清洗到可视化
jvm·数据库·python
DuHz9 小时前
超宽带脉冲无线电(Ultra Wideband Impulse Radio, UWB)简介
论文阅读·算法·汽车·信息与通信·信号处理