k-mean#encoding=utf8 from sklearn.cluster import KMeans def kmeans_cluster(data): ''' input:data(ndarray):样本数据 output:result(ndarray):聚类结果 ''' #********* Begin *********# #********* End *********# return result
时间: 2025-05-31 18:57:05 浏览: 25
### 关于KMeans聚类算法的实现代码与数据处理
以下是基于 `scikit-learn` 库的一个完整的 KMeans 聚类算法实现示例,涵盖了从数据生成到可视化的过程:
#### 数据准备阶段
在实际应用中,通常需要对数据进行预处理。这可能包括缺失值填充、标准化或归一化等操作。
```python
import numpy as np
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.datasets import make_blobs
# 生成模拟数据集
X, _ = make_blobs(n_samples=500, centers=5, cluster_std=1.0, random_state=42)
# 对数据进行标准化处理
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X)
```
此处的数据标准化是非常重要的一步,因为 KMeans 算法对于特征尺度敏感[^1]。
---
#### 构建并训练模型
初始化 KMeans 模型,并对其进行拟合。
```python
from sklearn.cluster import KMeans
# 定义聚类数量 n_clusters 和随机种子 random_state
kmeans = KMeans(n_clusters=5, random_state=42)
# 训练模型
kmeans.fit(X_scaled)
```
在此过程中,参数 `n_clusters` 的设置决定了最终划分的簇数。如果不确定合适的簇数,可以采用肘部法则或其他指标(如轮廓系数)辅助决策[^1]。
---
#### 结果分析
提取预测标签和聚类中心,并进一步分析结果。
```python
# 获取每个样本所属的簇编号
labels = kmeans.labels_
# 提取各簇的中心坐标
centers = kmeans.cluster_centers_
```
这些信息可用于后续数据分析或与其他业务逻辑结合使用。
---
#### 可视化结果
为了更直观地理解聚类效果,可以通过绘图工具展示结果。
```python
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.scatter(X_scaled[:, 0], X_scaled[:, 1], c=labels, s=50, cmap='viridis', label="Data Points")
plt.scatter(centers[:, 0], centers[:, 1], c='red', s=200, alpha=0.75, marker='*', label="Centroids")
plt.title("KMeans Clustering Results", fontsize=16)
plt.xlabel("Feature 1 (Standardized)", fontsize=12)
plt.ylabel("Feature 2 (Standardized)", fontsize=12)
plt.legend(fontsize=12)
plt.grid(True)
plt.show()
```
此部分展示了如何利用 Matplotlib 将聚类结果可视化,便于观察不同簇之间的分布情况[^2]。
---
### 总结
以上代码实现了从数据生成、预处理、模型构建到结果可视化的完整流程。需要注意的是,在真实场景下,还需要考虑更多细节问题,比如异常值检测、特征工程以及评估方法的选择等。
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