凝聚层次聚类说明
层次聚类可以分成凝聚(agglomerative,自底向上)和分裂(divisive,自顶向下)两种方法来构建聚类层次,但不管采用那种算法,算法都需要距离的相似性度量来判断对数据究竟是采取合并还是分裂处理。
凝聚层次聚类操作
采用层次聚类,将客户数据集分成不同的组,从github上下载数据:
https://github.com/ywchiu/ml_R_cookbook/tree/master/CH9下载
customer.csv文件
customer = read.csv("d:/R-TT/example/customer.csv")
head(customer,10)
ID Visit.Time Average.Expense Sex Age
1 1 3 5.7 0 10
2 2 5 14.5 0 27
3 3 16 33.5 0 32
4 4 5 15.9 0 30
5 5 16 24.9 0 23
6 6 3 12.0 0 15
7 7 12 28.5 0 33
8 8 14 18.8 0 27
9 9 6 23.8 0 16
10 10 3 5.3 0 11
检查数据集结构:
str(customer)
'data.frame': 60 obs. of 5 variables:
$ ID : int 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...
$ Visit.Time : int 3 5 16 5 16 3 12 14 6 3 ...
$ Average.Expense: num 5.7 14.5 33.5 15.9 24.9 12 28.5 18.8 23.8 5.3 ...
$ Sex : int 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ...
$ Age : int 10 27 32 30 23 15 33 27 16 11 ...
对客户数据进行归一化处理:
数据标准化(归一化)处理是数据挖掘的一项基础工作,不同评价指标往往具有不同的量纲和量纲单位,这样的情况会影响到数据分析的结果,为了消除指标之间的量纲影响,需要进行数据标准化处理,以解决数据指标之间的可比性。原始数据经过数据标准化处理后,各指标处于同一数量级,适合进行综合对比评价。以下是两种常用的归一化方法:
一、min-max标准化(Min-Max Normalization)
也称为离差标准化,是对原始数据的线性变换,使结果值映射到[0 - 1]之间。转换函数如下:
其中max为样本数据的最大值,min为样本数据的最小值。这种方法有个缺陷就是当有新数据加入时,可能导致max和min的变化,需要重新定义。
二、Z-score标准化方法
这种方法给予原始数据的均值(mean)和标准差(standard deviation)进行数据的标准化。经过处理的数据符合标准正态分布,即均值为0,标准差为1,转化函数为:
其中为所有样本数据的均值,为所有样本数据的标准差。
此处采用方法二
customer = scale(customer[,-1])
customer
Visit.Time Average.Expense Sex Age
[1,] -1.20219054 -1.35237652 -1.4566845 -1.23134396
[2,] -0.75693479 -0.30460718 -1.4566845 0.59951732
[3,] 1.69197187 1.95762206 -1.4566845 1.13800594
[4,] -0.75693479 -0.13791661 -1.4566845 0.92261049
[5,] 1.69197187 0.93366567 -1.4566845 0.16872643
[6,] -1.20219054 -0.60226893 -1.4566845 -0.69285535
[7,] 0.80146036 1.36229858 -1.4566845 1.24570366
[8,] 1.24671612 0.20737101 -1.4566845 0.59951732
[9,] -0.53430691 0.80269450 -1.4566845 -0.58515763
[10,] -1.20219054 -1.40000240 -1.4566845 -1.12364624
使用自底向上的聚类方法处理数据集:
hc = hclust(dist(customer,method = "euclidean"),method = "ward.D2")
> hc
Call:
hclust(d = dist(customer, method = "euclidean"), method = "ward.D2")
Cluster method : ward.D2
Distance : euclidean
Number of objects: 60
最后,调用plot函数绘制聚类树图
plot(hc,hang = -0.01,cex =0.7)
使用离差平方和绘制聚类树图
还可以使用最短距离法(single)来生成层次聚类并比较以下两者生成的聚类树图的差异:
hc2 = hclust(dist(customer),method = "single")
plot(hc2,hang = -0.01,cex = 0.7)
使用最短距离法绘制聚类树图
凝聚层次聚类原理
层次聚类是一种通过迭代来尝试建立层次聚类的方法,通常可以采用以下两种方式完成:
凝聚层次聚类
这是一个自底向上的聚类方法。算法开始时,每个观测样例都被划分到单独的簇中,算法计算得出每个簇之间的相似度(距离),并将两个相似度最高的簇合成一个簇,然后反复迭代,直到所有的数据都被划分到一个簇中。
分裂层次聚类
这是一种自顶向下的聚类算法,算法开始时,每个观测样例都被划分同一个簇中,然后算法开始将簇分裂成两个相异度最大的小簇,并反复迭代,直到每个观测值属于单独一个簇。
在执行层次聚类操作之前,我们需要确定两个簇之间的相似度到底有多大,通常我们会使用一些距离计算公式:
最短距离法(single linkage),计算每个簇之间的最短距离:
dist(c1,c2) = min dist(a,b)
最长距离法(complete linkage),计算每个簇中两点之间的最长距离:
dist(c1,c2) = max dist(a,b)
平均距离法(average linkage),计算每个簇中两点之间的平均距离:
最小方差法(ward),计算簇中每个点到合并后的簇中心的距离差的平方和。
调用plot函数绘制聚类图,样例的hang值小于0,因此聚类树将从底部显示标签,并使用cex将坐标轴上的标签字体大小缩小为正常的70%,此外,为了比较最小方差法和最短距离法在层次聚类上的差异,我们还绘制了使用最短距离法得到的聚类树图。
分裂层次聚类
调用diana函数执行分裂层次聚类
library(cluster)
dv = diana(customer,metric = "euclidean")
调用summary函数输出模型特征信
summary(dv)
如果想构建水平聚类树
library(magrittr)
dend = customer %>% dist %>% hclust %>% as.dendrogram
dend %>% plot(horiz = TRUE,main = "Horizontal Dendrogram")
水平聚类树
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数据分析领域,Excel作为一种普及率极高且功能强大的工具,无疑为无数专业人士提供了便捷的解决方案。尽管Excel自带了丰富的功 ...
2025-01-17在这个瞬息万变的时代,许多人都在寻找能让他们脱颖而出的职业。而数据分析师,作为大数据和人工智能时代的热门职业,自然吸引了 ...
2025-01-14Python作为一门功能强大的编程语言,已经成为数据分析和可视化领域的重要工具。无论你是数据分析的新手,还是经验丰富的专业人士 ...
2025-01-10完全靠数据决策,真的靠谱吗? 最近几年,“数据驱动”成了商界最火的关键词之一,但靠数据就能走天下?其实不然!那些真正成功 ...
2025-01-09SparkSQL 结构化数据处理流程及原理是什么?Spark SQL 可以使用现有的Hive元存储、SerDes 和 UDF。它可以使用 JDBC/ODB ...
2025-01-09在如今这个信息爆炸的时代,数据已然成为企业的生命线。无论是科技公司还是传统行业,数据分析正在深刻地影响着商业决策以及未来 ...
2025-01-08“数据为王”相信大家都听说过。当前,数据信息不再仅仅是传递的媒介,它成为了驱动经济发展的新燃料。对于企业而言,数据指标体 ...
2025-01-07在职场中,当你遇到问题的时候,如果感到无从下手,或者抓不到重点,可能是因为你掌握的思维模型不够多。 一个好用的思维模型, ...
2025-01-06在现代企业中,数据分析师扮演着至关重要的角色。每天都有大量数据涌入,从社交媒体到交易平台,数据以空前的速度和规模生成。面 ...
2025-01-06在职场中,许多言辞并非表面意思那么简单,有时需要听懂背后的“潜台词”。尤其在数据分析的领域里,掌握常用术语就像掌握一门新 ...
2025-01-04在当今信息化社会,数据分析已成为各行各业的核心驱动力。它不仅仅是对数字进行整理与计算,而是在数据的海洋中探寻规律,从而指 ...
2025-01-03又到一年年终时,各位打工人也迎来了展示成果的关键时刻 —— 年终述职。一份出色的年终述职报告,不仅能全面呈现你的工作价值, ...
2025-01-03在竞争激烈的商业世界中,竞品分析对于企业的发展至关重要。今天,我们就来详细聊聊数据分析师写竞品分析的那些事儿。 一、明确 ...
2025-01-03在数据分析的江湖里,有两个阵营总是争论不休。一派信奉“大即是美”,认为数据越多越好;另一派坚守“小而精”,力挺质量胜于规 ...
2025-01-02数据分析是一个复杂且多维度的过程,从数据收集到分析结果应用,每一步都是对信息的提炼与升华。可视化分析结果,以图表的形式展 ...
2025-01-02在当今的数字化时代,数据分析师扮演着一个至关重要的角色。他们如同现代企业的“解密专家”,通过解析数据为企业提供决策支持。 ...
2025-01-02数据分析报告至关重要 一份高质量的数据分析报告不仅能够揭示数据背后的真相,还能为企业决策者提供有价值的洞察和建议。 年薪 ...
2024-12-31数据分析,听起来好像是技术大咖的专属技能,但其实是一项人人都能学会的职场硬核能力!今天,我们来聊聊数据分析的核心流程,拆 ...
2024-12-31提到数据分析,你脑海里可能会浮现出一群“数字控”抱着电脑,在海量数据里疯狂敲代码的画面。但事实是,数据分析并没有你想象的 ...
2024-12-31关于数据分析师是否会成为失业高危职业,近年来的讨论层出不穷。在这个快速变化的时代,技术进步让人既兴奋又不安。今天,我们从 ...
2024-12-30