Python代码实现KNN算法

talang 2017-12-20

kNN算法是k-近邻算法的简称,主要用来进行分类实践,主要思路如下:

1.存在一个训练数据集,每个数据都有对应的标签,也就是说,我们知道样本集中每一数据和他对应的类别。
2.当输入一个新数据进行类别或标签判定时,将新数据的每个特征值与训练数据集中的每个数据进行比较,计算其到训练数据集中每个点的距离(下列代码实现使用的是欧式距离)。
3.然后提取k个与新数据最接近的训练数据点所对应的标签或类别。
4.出现次数最多的标签或类别,记为当前预测新数据的标签或类别。

欧式距离公式为:

distance= sqrt((xA0-XB0)^2+(xA1-XB1)^2+...+(xAn-XBn)^2)(若数据有n个特征项)

以下为代码实现:

#! /usr/bin/python 
#coding=utf-8 
from numpy import * 
import operator 
def createDataSet(): 
  group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]])#训练数据样本集合 
  labels = ['A','A','B','B']#训练数据对应的类别 
  return group,labels 
''''' 
inX:用于分类的输入向量 
dataSet:训练样本集合 
labels:标签向量 
k:k-近邻算法中的k 
''' 
def classify0(inX,dataSet,labels,k): 
  dataSetSize = dataSet.shape[0] #获取数组的维度,也就是获取训练样本的行数(样本数),若获取列数,则为shape[1] 
  diffMat = tile(inX,(dataSetSize,1)) - dataSet # tile 表示inX在重复dataSetSize行,重复1列。为输入向量与各个样本求取欧式距离做准备。 
  sqDiddMat = diffMat**2 #diffMat是输入向量与我们训练样本每个点相减得到的,**2表示值的结果取平方。 
  sqDistances = sqDiddMat.sum(axis=1)#默认为axis=0,axis=1以后就是将一个矩阵的每一行向量相加 
  distances = sqDistances**0.5 #对结果进行开平方,得到输入向量与每个训练样本中点的欧式距离 
  sorteDistIndicies = distances.argsort()#将距离结果按照从小到大排序获得索引值 
  classcount={} #这是一个字典,key为类别,value为距离最小的前k个样本点里面为该类别的个数。 
  for i in range(k): 
    voteIlabel = labels[sorteDistIndicies[i]]#获取距离最小的前k个样本点对应的label值 
    classcount[voteIlabel] = classcount.get(voteIlabel,0)+1 #如果之前的样本点label值与与现在的相同,则累计加1,否则,此次加1 
  sorteClassCount = sorted(classcount.iteritems(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True) #针对calsscount获取对象的第1个域的值进行降序排序。也就是说根据类别的个数从大到小排序。 
  return sorteClassCount[0][0] #返回排序的字典的第一个元素的key,即分类后的类别 
 
createDataSet() 
print classify0([0.9,0.9],group,labels,3)

结果为:A 

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