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    分享python机器学习中应用所产生的聚类数据集方法

    作者:卓晴 时间:2021-09-17 18:34

    目录
    • 01直接生成
      • 一、基础类型
        • 1、月牙形数据集合
        • 2、方形数据集
        • 3、螺旋形数据集合
    • 02样本生成器
      • 一、基础数据集
        • 1、点簇形数据集合
        • 2、线簇形数据集合
        • 3、环形数据集合
        • 4、月牙数据集合
    • 测试结论

      01直接生成

      这类方法是利用基本程序软件包numpy的随机数产生方法来生成各类用于聚类算法数据集合,也是自行制作轮子的生成方法。

      一、基础类型

      1、月牙形数据集合

      from headm import *
      import numpy as np
      pltgif = PlotGIF()
      def moon2Data(datanum):
          x1 = linspace(-3, 3, datanum)
          noise = np.random.randn(datanum) * 0.15
          y1 = -square(x1) / 3 + 4.5 + nois
          x2 = linspace(0, 6, datanum)
          noise = np.random.randn(datanum) * 0.15
          y2 = square(x2 - 3) / 3 + 0.5 + noise
          plt.clf()
          plt.axis([-3.5, 6.5, -.5, 5.5])
          plt.scatter(x1, y1, s=10)
          plt.scatter(x2, y2, s=10)
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          moon2Data(300)
      pltgif.save(r'd:\temp\GIF1.GIF')
      
      
      

      2、方形数据集

      from headm import *
      import numpy as np
      pltgif = PlotGIF()
      def moon2Data(datanum):
          x = np.random.rand(datanum, 2)
          condition1 = x[:, 1] <= x[:, 0]
          condition2 = x[:, 1] <= (1-x[:, 0])
          index1 = np.where(condition1 & condition2)
          x1 = x[index1]
          x = np.delete(x, index1, axis=0)
          index2 = np.where(x[:, 0] <= 0.5)
          x2 = x[index2]
          x3 = np.delete(x, index2, axis=0)
          plt.clf()
          plt.scatter(x1[:, 0], x1[:, 1], s=10)
          plt.scatter(x2[:, 0], x2[:, 1], s=10)
          plt.scatter(x3[:, 0], x3[:, 1], s=10)
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          moon2Data(1000)
      pltgif.save(r'd:\temp\GIF1.GIF')
      
      
      

      3、螺旋形数据集合

      from headm import *
      import numpy as np
      pltgif = PlotGIF()
      def randData(datanum):
          t = 1.5 * pi * (1+3*random.rand(1, datanum))
          x = t * cos(t)
          y = t * sin(t)
          X = concatenate((x,y))
          X += 0.7 * random.randn(2, datanum)
          X = X.T
          norm = plt.Normalize(y.min(), y.max())
          plt.clf()
          plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], s=10, c=norm(X[:,0]), cmap='viridis')
          plt.axis([-20, 21, -20, 16])
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          randData(1000)
      pltgif.save(r'd:\temp\GIF1.GIF')
      
      
      

      下面的知识螺旋线,没有随机移动的点。

      将随机幅值从原来的0.7增大到1.5,对应的数据集合为:


      02样本生成器

      利用sklearn.datasets自带的样本生成器来生成相应的数据集合。

      一、基础数据集

      1、点簇形数据集合

      from headm import *
      from sklearn.datasets import make_blobs
      pltgif = PlotGIF()
      def randData(datanum):
          x1,y1 = make_blobs(n_samples=datanum, n_features=2, centers=3, random_state=random.randint(0, 1000))
          plt.clf()
          plt.scatter(x1[:,0], x1[:, 1], c=y1, s=10)
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          randData(300)
      pltgif.save(r'd:\temp\gif1.gif')
      
      

      绘制三簇点集合,也可以使用如下的语句:

      plt.scatter(x1[y1==0][:,0], x1[y1==0][:,1], s=10)
      plt.scatter(x1[y1==1][:,0], x1[y1==1][:,1], s=10)
      plt.scatter(x1[y1==2][:,0], x1[y1==2][:,1], s=10)
      
      

      2、线簇形数据集合

      生成代码,只要在前面的x1后面使用旋转矩阵。

      transformation = [[0.60834549, -0.63667341], [-0.40887718, 0.85253229]]
      x1 = dot(x1, transformation)
      
      

      其中转换矩阵的特征值与特征向量为:

      • 特征值:[0.20581711.25506068]
      • 特征向量:[[-0.845237740.7015526][-0.53439045-0.71261768]]

      3、环形数据集合

      from headm import *
      from sklearn.datasets import make_circles
      pltgif = PlotGIF()
      def randData(datanum):
          x1,y1 = make_circles(n_samples=datanum, noise=0.07, random_state=random.randint(0, 1000), factor=0.6)
          plt.clf()
          plt.scatter(x1[y1==0][:,0], x1[y1==0][:,1], s=10)
          plt.scatter(x1[y1==1][:,0], x1[y1==1][:,1], s=10)
          plt.axis([-1.2, 1.2, -1.2, 1.2])
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          randData(1000)
      pltgif.save(r'd:\temp\gif1.gif')
      
      

      4、月牙数据集合

      from headm import *
      from sklearn.datasets import make_moons
      pltgif = PlotGIF()
      def randData(datanum):
          x1,y1 = make_moons(n_samples=datanum, noise=0.07, random_state=random.randint(0, 1000))
          plt.clf()
          plt.scatter(x1[y1==0][:,0], x1[y1==0][:,1], s=10)
          plt.scatter(x1[y1==1][:,0], x1[y1==1][:,1], s=10)
          plt.axis([-1.5, 2.5, -1, 1.5])
          plt.draw()
          plt.pause(.1)
          pltgif.append(plt)
      for _ in range(20):
          randData(1000)
      pltgif.save(r'd:\temp\gif1.gif')
      
      

      测试结论

      sklearn里面还有好多函数来自定制数据,除此之外还可以使用numpy生成,然后通过高级索引进行划分,最好结合着matplotlib中的cmap来做颜色映射,这样可以做出好玩又好看的数据集,希望大家以后多多支持站长博客!

      jsjbwy
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