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K-Means聚类算法是一种经典的无监督学习方法,广泛应用于数据挖掘和模式识别领域。MATLAB提供了简洁高效的kmeans函数实现,使得用户可以快速完成数据聚类分析。
该算法通过迭代计算将数据样本划分为K个簇,每个簇由其质心(中心点)代表。MATLAB中的kmeans函数支持多种调用方式,最基本的语法只需输入数据矩阵和预设的簇数量K即可。算法会自动计算每个样本点到质心的距离,并将样本归入最近的簇,然后重新计算质心位置,直到满足收敛条件。
kmeans函数还支持设置最大迭代次数、距离度量方式(如欧氏距离、曼哈顿距离等)以及初始质心的选择策略。用户可以选择随机初始化质心,或者使用k-means++算法来优化初始质心的分布,从而减少迭代次数并提高聚类效果。
对于聚类结果的评估,MATLAB提供了轮廓系数等指标,可以定量分析聚类质量。较高的轮廓系数值通常意味着更好的簇内紧密性和簇间分离度。通过可视化工具(如二维/三维散点图),可以直观展示不同簇的分布情况。
在实际应用中,K-Means算法常用于客户细分、图像压缩、异常检测等场景。但需要注意,该算法对初始质心位置敏感,且需要预先指定K值。对于非凸形状的簇或噪声较多的数据,可能需要配合其他预处理或后处理技术。