R语言的三种聚类方法
对于R语言,相信做数据分析的来说,一定不陌生,那么对于R语言的三种聚类方法你是否应用的全面,下面就说一下?
一、层次聚类
r语言中使用dist(x, method = “euclidean”,diag = FALSE, upper = FALSE, p = 2) 来计算距离。其中x是样本矩阵或者数据框。method表示计算哪种距离。method的取值有:
euclidean 欧几里德距离,就是平方再开方。
maximum 切比雪夫距离
manhattan 绝对值距离
canberra Lance 距离
minkowski 明科夫斯基距离,使用时要指定p值
binary 定性变量距离.
定性变量距离: 记m个项目里面的 0:0配对数为m0 ,1:1配对数为m1,不能配对数为m2,距离=m1/(m1+m2);
diag 为TRUE的时候给出对角线上的距离。upper为TURE的时候给出上三角矩阵上的值。
r语言中使用scale(x, center = TRUE, scale = TRUE) 对数据矩阵做中心化和标准化变换。
如只中心化 scale(x,scale=F) ,
r语言中使用sweep(x, MARGIN, STATS, FUN=”-“, …) 对矩阵进行运算。MARGIN为1,表示行的方向上进行运算,为2表示列的方向上运算。STATS是运算的参数。FUN为运算函数,默认是减法。下面利用sweep对矩阵x进行极差标准化变换
有时候我们不是对样本进行分类,而是对变量进行分类。这时候,我们不计算距离,而是计算变量间的相似系数。常用的有夹角和相关系数。
r语言计算两向量的夹角余弦:
相关系数用cor函数
2)层次聚类法
层次聚类法。先计算样本之间的距离。每次将距离最近的点合并到同一个类。然后,再计算类与类之间的距离,将距离最近的类合并为一个大类。不停的合并,直到合成了一个类。其中类与类的距离的计算方法有:最短距离法,最长距离法,中间距离法,类平均法等。比如最短距离法,将类与类的距离定义为类与类之间样本的最段距离。。。
r语言中使用hclust(d, method = “complete”, members=NULL) 来进行层次聚类。
其中d为距离矩阵。
method表示类的合并方法,有:
single 最短距离法
complete 最长距离法
median 中间距离法
mcquitty 相似法
average 类平均法
centroid 重心法
ward 离差平方和法
然后可以用rect.hclust(tree, k = NULL, which = NULL, x = NULL, h = NULL,border = 2, cluster = NULL)来确定类的个数。 tree就是求出来的对象。k为分类的个数,h为类间距离的阈值。border是画出来的颜色,用来分类的。
result=cutree(model,k=3) 该函数可以用来提取每个样本的所属类别
层次聚类,在类形成之后就不再改变。而且数据比较大的时候更占内存。
动态聚类,先抽几个点,把周围的点聚集起来。然后算每个类的重心或平均值什么的,以算出来的结果为分类点,不断的重复。直到分类的结果收敛为止。r语言中主要使用kmeans(x, centers, iter.max = 10, nstart = 1,algorithm =c(“Hartigan-Wong”, “Lloyd”,”Forgy”, “MacQueen”))来进行聚类。centers是初始类的个数或者初始类的中心。iter.max是最大迭代次数。nstart是当centers是数字的时候,随机集合的个数。algorithm是算法,默认是第一个。
使用knn包进行Kmean聚类分析
将数据集进行备份,将列newiris$Species置为空,将此数据集作为测试数据集
> newiris <- iris
> newiris$Species <- NULL
Cluster means: 每个聚类中各个列值生成的最终平均值
Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width
1 5.006000 3.428000 1.462000 0.246000
2 5.901613 2.748387 4.393548 1.433871
3 6.850000 3.073684 5.742105 2.071053
Clustering vector: 每行记录所属的聚类(2代表属于第二个聚类,1代表属于第一个聚类,3代表属于第三个聚类)
[1] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
[37] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
[73] 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 3 3 3 2 3
[109] 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 2 3 2 3 2 3 3 2 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 2 3 3 3 2 3
[145] 3 3 2 3 3 2
Within cluster sum of squares by cluster: 每个聚类内部的距离平方和
[1] 15.15100 39.82097 23.87947
(between_SS / total_SS = 88.4 %) 组间的距离平方和占了整体距离平方和的的88.4%,也就是说各个聚类间的距离做到了最大
Available components: 运行kmeans函数返回的对象所包含的各个组成部分
[1] “cluster” “centers” “totss” “withinss”
[5] “tot.withinss” “betweenss” “size”
(“cluster”是一个整数向量,用于表示记录所属的聚类
“centers”是一个矩阵,表示每聚类中各个变量的中心点
“totss”表示所生成聚类的总体距离平方和
“withinss”表示各个聚类组内的距离平方和
“tot.withinss”表示聚类组内的距离平方和总量
“betweenss”表示聚类组间的聚类平方和总量
“size”表示每个聚类组中成员的数量)
创建一个连续表,在三个聚类中分别统计各种花出现的次数
> table(iris$Species, kc$cluster)
1 2 3
setosa 0 50 0
versicolor 2 0 48
virginica 36 0 14
根据最后的聚类结果画出散点图,数据为结果集中的列”Sepal.Length”和”Sepal.Width”,颜色为用1,2,3表示的缺省颜色
> plot(newiris[c(“Sepal.Length”, “Sepal.Width”)], col = kc$cluster)
在图上标出每个聚类的中心点
〉points(kc$centers[,c(“Sepal.Length”, “Sepal.Width”)], col = 1:3, pch = 8, cex=2)
动态聚类往往聚出来的类有点圆形或者椭圆形。基于密度扫描的算法能够解决这个问题。思路就是定一个距离半径,定最少有多少个点,然后把可以到达的点都连起来,判定为同类。在r中的实现
dbscan(data, eps, MinPts, scale, method, seeds, showplot, countmode)
其中eps是距离的半径,minpts是最少多少个点。 scale是否标准化(我猜) ,method 有三个值raw,dist,hybird,分别表示,数据是原始数据避免计算距离矩阵,数据就是距离矩阵,数据是原始数据但计算部分距离矩阵。showplot画不画图,0不画,1和2都画。countmode,可以填个向量,用来显示计算进度。用鸢尾花试一试
数据分析咨询请扫描二维码
《Python数据分析极简入门》 第2节 5 Pandas数学计算 importpandasaspdd=np.array([[81,&n ...
2024-11-23数据分析涉及多个方面的学习,包括理论知识和实践技能。以下是数据分析需要学习的主要方面: 基础知识: 数据分析的基本概念 ...
2024-11-22数据分析适合在多个单位工作,包括但不限于以下领域: 金融行业:金融行业对数据分析人才的需求非常大,数据分析师可以从事经 ...
2024-11-22数据分析是一种涉及从大量数据中提取有用信息和洞察力的过程。其工作内容主要包括以下几个方面: 数据收集与整理:数据分析师 ...
2024-11-22数据分析师需要掌握多种技能,以确保能够有效地处理和分析数据,并为业务决策提供支持。以下是数据分析师需要掌握的主要技能: ...
2024-11-22数据开发和数据分析是两个密切相关但又有所区别的领域。以下是它们的主要区别: 定义和目标: 数据开发:数据开发涉及数据的 ...
2024-11-22数据架构师是负责设计和管理企业数据架构的关键角色,其职责涵盖了多个方面,包括数据治理、数据模型设计、数据仓库构建、数据安 ...
2024-11-22数据分析师需要具备一系列技能,以确保能够有效地处理、分析和解释数据,从而支持决策制定。以下是数据分析师所需的关键技能: ...
2024-11-22数据分析师需要具备一系列技能,以确保能够有效地处理、分析和解释数据,从而支持决策制定。以下是数据分析师所需的关键技能: ...
2024-11-22数据分析师需要具备一系列的技能和能力,以确保能够有效地处理、分析和解释数据,从而支持业务决策。以下是数据分析师所需的主要 ...
2024-11-22需求持续增长 - 未来数据分析师需求将持续上升,企业对数据驱动决策的依赖加深。 - 预测到2025年,中国将需要高达220万的数据人 ...
2024-11-22《Python数据分析极简入门》 第2节 4 Pandas条件查询 在pandas中,可以使用条件筛选来选择满足特定条件的数据 importpanda ...
2024-11-22数据分析师的工作内容涉及多个方面,主要包括数据的收集、整理、分析和可视化,以支持商业决策和问题解决。以下是数据分析师的一 ...
2024-11-21数据分析师必须掌握的技能可以从多个方面进行归纳和总结。以下是数据分析师需要具备的主要技能: 统计学基础:数据分析师需要 ...
2024-11-21数据分析入门的难易程度因人而异,总体来看,入门并不算特别困难,但需要一定的学习和实践积累。 入门难度:数据分析入门相对 ...
2024-11-21数据分析是一项通过收集、整理和解释数据来发现有用信息的过程,它在现代社会中具有广泛的应用和重要性。数据分析能够帮助人们更 ...
2024-11-21数据分析行业正在迅速发展,随着技术的不断进步和数据量的爆炸式增长,企业对数据分析人才的需求也与日俱增。本文将探讨数据分析 ...
2024-11-21数据分析的常用方法包括多种技术,每种方法都有其特定的应用场景和优势。以下是几种常见的数据分析方法: 对比分析法:通过比 ...
2024-11-21企业数字化转型是指企业利用数字技术对其业务进行改造和升级,以实现提高效率、降低成本、创新业务模式等目标的过程。这一过程不 ...
2024-11-21数据分析作为一个备受追捧的职业领域,吸引着越来越多的女性加入其中。对于女生而言,在选择成为一名数据分析师时,行业选择至关 ...
2024-11-21