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如何在k-means中记录每一次迭代的质心?

在k-means算法中,记录每一次迭代的质心可以通过以下步骤实现:

  1. 初始化k个质心,可以随机选择k个数据点作为初始质心。
  2. 对于每个数据点,计算其与k个质心的距离,并将其归类到距离最近的质心所属的簇中。
  3. 对于每个簇,计算该簇内所有数据点的均值,作为新的质心。
  4. 检查新的质心与旧的质心之间的差异,如果差异小于设定的阈值,则算法收敛,否则返回第2步继续迭代。
  5. 在每一次迭代中,记录当前的质心位置。

具体实现时,可以使用一个列表或数组来存储每个质心的坐标。在每次迭代中,将当前的质心坐标添加到列表中。最终,列表中的每个元素即为每一次迭代的质心。

以下是一个示例代码片段,展示了如何在k-means算法中记录每一次迭代的质心:

代码语言:txt
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import numpy as np

def k_means(data, k, threshold):
    # 初始化k个质心
    centroids = np.random.choice(data, size=k, replace=False)
    centroids_history = [centroids]  # 记录质心的历史

    while True:
        # 分配数据点到最近的质心簇
        clusters = [[] for _ in range(k)]
        for point in data:
            distances = [np.linalg.norm(point - centroid) for centroid in centroids]
            cluster_index = np.argmin(distances)
            clusters[cluster_index].append(point)

        # 计算新的质心
        new_centroids = []
        for cluster in clusters:
            new_centroids.append(np.mean(cluster, axis=0))

        # 检查质心的变化
        if np.linalg.norm(np.array(new_centroids) - np.array(centroids)) < threshold:
            break

        centroids = new_centroids
        centroids_history.append(centroids)

    return centroids_history

# 示例使用
data = np.array([[1, 2], [2, 1], [10, 12], [12, 10], [20, 25], [25, 20]])
k = 2
threshold = 0.01

centroids_history = k_means(data, k, threshold)
for i, centroids in enumerate(centroids_history):
    print(f"Iteration {i+1}: {centroids}")

在上述示例中,centroids_history列表存储了每一次迭代的质心坐标。通过打印centroids_history,可以查看每次迭代的质心位置。

请注意,上述示例代码仅用于演示目的,实际应用中可能需要根据具体情况进行适当的修改和优化。

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