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k近鄰演算法(K-Nearest Neighbor)

k近鄰是一種常用的分類與迴歸演算法,其原理比較簡單

基本思想

給定一個訓練資料集,其中的例項的類別已定,對於新的例項,根據其K個距離最短的訓練例項的類別出現的頻率,對新的例項進行預測。

距離計算

歐式距離
歐式距離

曼哈頓距離
曼哈頓距離

K的取值

K值的選擇對k近鄰法的結果產生重大影響

K值較小,近似誤差會減小,估計誤差會增大,意味著整體模型變得複雜,產生過擬合。

K值較大,近似誤差會增大,估計誤差會減少,模型簡單,容易是預測發生錯誤。

這裡寫圖片描述

實際應用中,K值一般取一個比較小的值,在採用交叉驗證來逐步調整K值,最終選擇適合該樣本的最優的K值。

KNN演算法實現
演算法基本步驟:

1)計算待分類點與已知類別的點之間的距離

2)按照距離遞增次序排序

3)選取與待分類點距離最小的k個點

4)確定前k個點所在類別的出現次數

5)返回前k個點出現次數最高的類別作為待分類點的預測分類

Code

#kNN.py

from numpy import  *
import operator

def createDataSet():

    group = array([[1.0, 1.1, 1.2], [1.2, 1.0, 1.1], [1.1, 1.2, 1.0], [0.1, 0.5, 0.7], [0.2, 0,1, 0.3], [2.1, 2.0, 2.1]])
    labels  = ["AAA"
, "AAA", "BBB", "BBB", "CCC"] return group,labels def classfity(sampleX, dataSet, labels, k): dataSetSize = len(dataSet) diffMat = tile(sampleX, (dataSetSize, 1)) - dataSet sqDiffMat = diffMat ** 2 sqDistances = sqDiffMat.sum(axis =1) distances = sqDistances ** 0.5 sortedDistIndicies = distances.argsorts() classCount = {} for
i in range(k): voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[i]] classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel, 0) + 1 sortedClassCount = sorted(classCount.items(), key = operator.itemgetter(1), reverse = True) return sortedClassCount[0][0]