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python算法实例

发布时间: 2022-11-27 16:26:04

❶ 建议收藏!10 种 python 聚类算法完整操作示例

聚类或聚类分析是无监督学习问题。它通常被用作数据分析技术,用于发现数据中的有趣模式,例如基于其行为的客户群。有许多聚类算法可供选择,对于所有情况,没有单一的最佳聚类算法。相反,最好探索一系列聚类算法以及每种算法的不同配置。在本教程中,你将发现如何在 python 中安装和使用顶级聚类算法。完成本教程后,你将知道:

聚类分析,即聚类,是一项无监督的机器学习任务。它包括自动发现数据中的自然分组。与监督学习(类似预测建模)不同,聚类算法只解释输入数据,并在特征空间中找到自然组或群集。

群集通常是特征空间中的密度区域,其中来自域的示例(观测或数据行)比其他群集更接近群集。群集可以具有作为样本或点特征空间的中心(质心),并且可以具有边界或范围。

聚类可以作为数据分析活动提供帮助,以便了解更多关于问题域的信息,即所谓的模式发现或知识发现。例如:

聚类还可用作特征工程的类型,其中现有的和新的示例可被映射并标记为属于数据中所标识的群集之一。虽然确实存在许多特定于群集的定量措施,但是对所识别的群集的评估是主观的,并且可能需要领域专家。通常,聚类算法在人工合成数据集上与预先定义的群集进行学术比较,预计算法会发现这些群集。

有许多类型的聚类算法。许多算法在特征空间中的示例之间使用相似度或距离度量,以发现密集的观测区域。因此,在使用聚类算法之前,扩展数据通常是良好的实践。

一些聚类算法要求您指定或猜测数据中要发现的群集的数量,而另一些算法要求指定观测之间的最小距离,其中示例可以被视为“关闭”或“连接”。因此,聚类分析是一个迭代过程,在该过程中,对所识别的群集的主观评估被反馈回算法配置的改变中,直到达到期望的或适当的结果。scikit-learn 库提供了一套不同的聚类算法供选择。下面列出了10种比较流行的算法:

每个算法都提供了一种不同的方法来应对数据中发现自然组的挑战。没有最好的聚类算法,也没有简单的方法来找到最好的算法为您的数据没有使用控制实验。在本教程中,我们将回顾如何使用来自 scikit-learn 库的这10个流行的聚类算法中的每一个。这些示例将为您复制粘贴示例并在自己的数据上测试方法提供基础。我们不会深入研究算法如何工作的理论,也不会直接比较它们。让我们深入研究一下。

在本节中,我们将回顾如何在 scikit-learn 中使用10个流行的聚类算法。这包括一个拟合模型的例子和可视化结果的例子。这些示例用于将粘贴复制到您自己的项目中,并将方法应用于您自己的数据。

1.库安装

首先,让我们安装库。不要跳过此步骤,因为你需要确保安装了最新版本。你可以使用 pip Python 安装程序安装 scikit-learn 存储库,如下所示:

接下来,让我们确认已经安装了库,并且您正在使用一个现代版本。运行以下脚本以输出库版本号。

运行该示例时,您应该看到以下版本号或更高版本。

2.聚类数据集

我们将使用 make _ classification ()函数创建一个测试二分类数据集。数据集将有1000个示例,每个类有两个输入要素和一个群集。这些群集在两个维度上是可见的,因此我们可以用散点图绘制数据,并通过指定的群集对图中的点进行颜色绘制。这将有助于了解,至少在测试问题上,群集的识别能力如何。该测试问题中的群集基于多变量高斯,并非所有聚类算法都能有效地识别这些类型的群集。因此,本教程中的结果不应用作比较一般方法的基础。下面列出了创建和汇总合成聚类数据集的示例。

运行该示例将创建合成的聚类数据集,然后创建输入数据的散点图,其中点由类标签(理想化的群集)着色。我们可以清楚地看到两个不同的数据组在两个维度,并希望一个自动的聚类算法可以检测这些分组。

已知聚类着色点的合成聚类数据集的散点图接下来,我们可以开始查看应用于此数据集的聚类算法的示例。我已经做了一些最小的尝试来调整每个方法到数据集。3.亲和力传播亲和力传播包括找到一组最能概括数据的范例。

它是通过 AffinityPropagation 类实现的,要调整的主要配置是将“ 阻尼 ”设置为0.5到1,甚至可能是“首选项”。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我无法取得良好的结果。

数据集的散点图,具有使用亲和力传播识别的聚类

4.聚合聚类

聚合聚类涉及合并示例,直到达到所需的群集数量为止。它是层次聚类方法的更广泛类的一部分,通过 AgglomerationClustering 类实现的,主要配置是“ n _ clusters ”集,这是对数据中的群集数量的估计,例如2。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个合理的分组。

使用聚集聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

5.BIRCHBIRCH

聚类( BIRCH 是平衡迭代减少的缩写,聚类使用层次结构)包括构造一个树状结构,从中提取聚类质心。

它是通过 Birch 类实现的,主要配置是“ threshold ”和“ n _ clusters ”超参数,后者提供了群集数量的估计。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个很好的分组。

使用BIRCH聚类确定具有聚类的数据集的散点图

6.DBSCANDBSCAN

聚类(其中 DBSCAN 是基于密度的空间聚类的噪声应用程序)涉及在域中寻找高密度区域,并将其周围的特征空间区域扩展为群集。

它是通过 DBSCAN 类实现的,主要配置是“ eps ”和“ min _ samples ”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,尽管需要更多的调整,但是找到了合理的分组。

使用DBSCAN集群识别出具有集群的数据集的散点图

7.K均值

K-均值聚类可以是最常见的聚类算法,并涉及向群集分配示例,以尽量减少每个群集内的方差。

它是通过 K-均值类实现的,要优化的主要配置是“ n _ clusters ”超参数设置为数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以找到一个合理的分组,尽管每个维度中的不等等方差使得该方法不太适合该数据集。

使用K均值聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

8.Mini-Batch

K-均值Mini-Batch K-均值是 K-均值的修改版本,它使用小批量的样本而不是整个数据集对群集质心进行更新,这可以使大数据集的更新速度更快,并且可能对统计噪声更健壮。

它是通过 MiniBatchKMeans 类实现的,要优化的主配置是“ n _ clusters ”超参数,设置为数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,会找到与标准 K-均值算法相当的结果。

带有最小批次K均值聚类的聚类数据集的散点图

9.均值漂移聚类

均值漂移聚类涉及到根据特征空间中的实例密度来寻找和调整质心。

它是通过 MeanShift 类实现的,主要配置是“带宽”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,可以在数据中找到一组合理的群集。

具有均值漂移聚类的聚类数据集散点图

10.OPTICSOPTICS

聚类( OPTICS 短于订购点数以标识聚类结构)是上述 DBSCAN 的修改版本。

它是通过 OPTICS 类实现的,主要配置是“ eps ”和“ min _ samples ”超参数。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我无法在此数据集上获得合理的结果。

使用OPTICS聚类确定具有聚类的数据集的散点图

11.光谱聚类

光谱聚类是一类通用的聚类方法,取自线性线性代数。

它是通过 Spectral 聚类类实现的,而主要的 Spectral 聚类是一个由聚类方法组成的通用类,取自线性线性代数。要优化的是“ n _ clusters ”超参数,用于指定数据中的估计群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,找到了合理的集群。

使用光谱聚类聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

12.高斯混合模型

高斯混合模型总结了一个多变量概率密度函数,顾名思义就是混合了高斯概率分布。它是通过 Gaussian Mixture 类实现的,要优化的主要配置是“ n _ clusters ”超参数,用于指定数据中估计的群集数量。下面列出了完整的示例。

运行该示例符合训练数据集上的模型,并预测数据集中每个示例的群集。然后创建一个散点图,并由其指定的群集着色。在这种情况下,我们可以看到群集被完美地识别。这并不奇怪,因为数据集是作为 Gaussian 的混合生成的。

使用高斯混合聚类识别出具有聚类的数据集的散点图

在本文中,你发现了如何在 python 中安装和使用顶级聚类算法。具体来说,你学到了:

❷ python用户输入一个整数N,计算并输出1到N相加的和,请问这个程序错在哪里了

第一个错误的地方是for i in str(n),input()输入的是整型,循环增加应该用for in range(n),str(n)并不能起到顺序增加的作用。

第二个错误的地方是print('1到N求和结果:'.format(sum)),适用format输出时需要在输出的位置用大括号{}占据空位。

python用户输入一个整数N,计算并输出1到N相加的和正确的程序示例是:


(2)python算法实例扩展阅读

Python 内置函数range() 用法介绍:

python range() 函数可创建一个整数列表,一般用在 for 循环中。

1、函数语法:range(start, stop[, step])

2、参数说明:

start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range(5)等价于range(0, 5);

stop: 计数到 stop 结束,但不包括 stop。例如:range(0, 5) 是[0, 1, 2, 3, 4]没有5;

step:步长,默认为1。例如:range(0, 5) 等价于 range(0, 5, 1)。

3、实例:

range(10)

代表从 0 开始到 10[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

❸ python递归算法经典实例有哪些

程序调用自身的编程技巧称为递归( recursion)。递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。 一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法。

它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解,递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算,大大地减少了程序的代码量。

递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。一般来说,递归需要有边界条件、递归前进段和递归返回段。当边界条件不满足时,递归前进;当边界条件满足时,递归返回。

Python

是完全面向对象的语言。函数、模块、数字、字符串都是对象。并且完全支持继承、重载、派生、多继承,有益于增强源代码的复用性。Python支持重载运算符和动态类型。相对于Lisp这种传统的函数式编程语言,Python对函数式设计只提供了有限的支持。有两个标准库(functools, itertools)提供了Haskell和Standard ML中久经考验的函数式程序设计工具。

❹ 怎么用Python计算长方体体积

Height = 10

print(f"长方体的高度为{Height}.")

Long = float(input('>'))

Width = float(input('>'))

Result = (Height*Width*Long)

print(f"长方形的体积为{Result}.")

Python语言支持非常多的运算符,在此只介绍计算使用的算术运算符。

以下假设变量:a=10,b=20:运算符描述实例。

+加-两个对象相加a + b输出结果30。

-减-得到负数或是一个数减去另一个数a - b输出结果-10。

*乘-两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串a * b输出结果200。

/除- x除以yb / a输出结果2。

%取模-返回除法的余数b % a输出结果0。

**幂-返回x的y次幂a**b为10的20次方,输出结果100000000000000000000。

//取整除-返回商的整数部分(向下取整)>>> 9//2

4

>>> -9//2

-5

实例:#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-

a = 21b = 10c = 0

c = a + bprint "1 - c的值为:", c

c = a - bprint "2 - c的值为:", c

c = a * bprint "3 - c的值为:", c

c = a / bprint "4 - c的值为:", c

c = a % bprint "5 - c的值为:", c

#修改变量a、b、ca = 2b = 3c = a**b print "6 - c的值为:", c

a = 10b = 5c = a//b print "7 - c的值为:", c

以上实例输出结果:1 - c的值为:31。

❺ python动态规划及编辑距离计算实例

动态规划的三要素:最优子结构,边界和状态转移函数,最优子结构是指每个阶段的最优状态可以从之前某个阶段的某个或某些状态直接得到(子问题的最优解能够决定这个问题的最优解),边界指的是问题最小子集的解(初始范围),状态转移函数是指从一个阶段向另一个阶段过度的具体形式,描述的是两个相邻子问题之间的关系(递推式)

重叠子问题,对每个子问题只计算一次,然后将其计算的结果保存到一个表格中,每一次需要上一个子问题解时,进行调用,只要o(1)时间复杂度,准确的说,动态规划是利用空间去换取时间的算法.

判断是否可以利用动态规划求解,第一个是判断是否存在重叠子问题。

爬楼梯

假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。

每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

注意:给定 n 是一个正整数。

示例 1:

输入: 2

输出: 2

解释: 有两种方法可以爬到楼顶。

1.  1 阶 + 1 阶

2.  2 阶

示例 2:

输入: 3

输出: 3

解释: 有三种方法可以爬到楼顶。

1.  1 阶 + 1 阶 + 1 阶

2.  1 阶 + 2 阶

3.  2 阶 + 1 阶

分析:

假定n=10,首先考虑最后一步的情况,要么从第九级台阶再走一级到第十级,要么从第八级台阶走两级到第十级,因而,要想到达第十级台阶,最后一步一定是从第八级或者第九级台阶开始.也就是说已知从地面到第八级台阶一共有X种走法,从地面到第九级台阶一共有Y种走法,那么从地面到第十级台阶一共有X+Y种走法.

即F(10)=F(9)+F(8)

分析到这里,动态规划的三要素出来了.

边界:F(1)=1,F(2)=2

最优子结构:F(10)的最优子结构即F(9)和F(8)

状态转移函数:F(n)=F(n-1)+F(n-2)

class Solution(object):

    def climbStairs(self, n):

        """

        :type n: int

        :rtype: int

        """

        if n<=2:

            return n

        a=1#边界

        b=2#边界

        temp=0

        for i in range(3,n+1):

            temp=a+b#状态转移

            a=b#最优子结构

            b=temp#最优子结构

        return temp

利用动态规划的思想计算编辑距离。

编辑距离是指两个字串之间,由一个转成另一个所需的最少编辑操作次数。通常来说,编辑距离越小,两个文本的相似性越大。这里的编辑操作主要包括三种:

插入:将一个字符插入某个字符串;

删除:将字符串中的某个字符删除;

替换:将字符串中的某个字符替换为另外一个字符。

那么,如何用Python计算编辑距离呢?我们可以从较为简单的情况进行分析。

当两个字符串都为空串,那么编辑距离为0;

当其中一个字符串为空串时,那么编辑距离为另一个非空字符串的长度;

当两个字符串均为非空时(长度分别为 i 和 j ),取以下三种情况最小值即可:

1、长度分别为 i-1 和 j 的字符串的编辑距离已知,那么加1即可;

2、长度分别为 i 和 j-1 的字符串的编辑距离已知,那么加1即可;

3、长度分别为 i-1 和 j-1 的字符串的编辑距离已知,此时考虑两种情况,若第i个字符和第j个字符不同,那么加1即可;如果相同,那么不需要加1。

很明显,上述算法的思想即为 动态规划 。

求长度为m和n的字符串的编辑距离,首先定义函数——edit(i, j),它表示第一个长度为i的字符串与第二个长度为j的字符串之间的编辑距离。动态规划表达式可以写为:

if i == 0 且 j == 0,edit(i, j) = 0

if (i == 0 且 j > 0 )或者 (i > 0 且j == 0),edit(i, j) = i + j

if i ≥ 1 且 j ≥ 1 ,edit(i, j) == min{ edit(i-1, j) + 1, edit(i, j-1) + 1, edit(i-1, j-1) + d(i, j) },当第一个字符串的第i个字符不等于第二个字符串的第j个字符时,d(i, j) = 1;否则,d(i, j) = 0。

def edit_distance(word1, word2):

    len1 = len(word1)

    len2 = len(word2)

    dp = np.zeros((len1 + 1,len2 + 1))

    for i in range(len1 + 1):

        dp[i][0] = i   

    for j in range(len2 + 1):

        dp[0][j] = j

    for i in range(1, len1 + 1):

        for j in range(1, len2 + 1):

            delta = 0 if word1[i-1] == word2[j-1] else 1

            dp[i][j] = min(dp[i - 1][j - 1] + delta, min(dp[i-1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1))

    return dp[len1][len2]

edit_distance('牛奶','华西奶')

结果:2

❻ python分类算法有哪些

常见的分类算法有:

  • K近邻算法

  • 决策树

  • 朴素贝叶斯

  • SVM

  • Logistic Regression

❼ python习题(算法)

这个就是循环2n次呀。先是让x=x+c,在把c更新一下c=c+b,最后让b=b+a,这就完成一次循环了。
不过你给的程序不完整。

❽ python包含什么算法

Python基础算法有哪些?
1.
冒泡排序:是一种简单直观的排序算法。重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果顺序错误就交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该排序已经完成。
2.
插入排序:没有冒泡排序和选择排序那么粗暴,其原理最容易理解,插入排序是一种最简单直观的排序算法啊,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据在已排序序列中从后向前排序,找到对应位置。
3.
希尔排序:也被叫做递减增量排序方法,是插入排序的改进版本。希尔排序是基于插入排序提出改进方法的排序算法,先将整个待排序的记录排序分割成为若干个子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录基本有序时,再对全记录进行依次直接插入排序。
4. 归并排序:是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法Divide and的一个非常典型的应用。
5. 快速排序:由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。又是一种分而治之思想在排序算法上的典型应用,本质上快速排序应该算是冒泡排序基础上的递归分治法。
6.
堆排序:是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质,即子结点的键值或索引总是小于它的父结点。
7.
计算排序:其核心在于将输入的数据值转化为键存储在额外开辟的数组空间中,作为一种线性时间复杂度的排序,计算排序要求输入的数据必须是具有确定范围的整数。

❾ Python实现的排列组合计算操作示例

Python实现的排列组合计算操作示例
本文实例讲述了Python实现的排列组合计算操作。分享给大家供大家参考,具体如下:
1. 调用 scipy 计算排列组合的具体数值
>> from scipy.special import comb, perm
>> perm(3, 2)
6.0
>> comb(3, 2)
3.0
2. 调用 itertools 获取排列组合的全部情况数
>> from itertools import combinations, permutations
>> permutations([1, 2, 3], 2)
<itertools.permutations at 0x7febfd880fc0>
# 可迭代对象
>> list(permutations([1, 2, 3], 2))
[(1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 3), (3, 1), (3, 2)]
>> list(combinations([1, 2, 3], 2))
[(1, 2), (1, 3), (2, 3)]

❿ python中如何编程求1到100之间的素数

1、新建python文件,testprimenum.py;

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