数据挖掘领域十大经典算法之—K-邻近算法/kNN

简介

又叫K-邻近算法,是监督学习中的一种分类算法。目的是根据已知类别的样本点集求出待分类的数据点类别。

基本思想

kNN的思想很简单:在训练集中选取离输入的数据点最近的k个邻居,根据这个k个邻居中出现次数最多的类别(最大表决规则),作为该数据点的类别。kNN算法中,所选择的邻居都是已经正确分类的对象。

e.g:下图中,绿色圆要被决定赋予哪个类,是红色三角形还是蓝色四方形?如果k=3,由于红色三角形所占比例为2/3,绿色圆将被赋予红色三角形那个类,如果k=5,由于蓝色四方形比例为3/5,因此绿色圆被赋予蓝色四方形类。

算法复杂度

kNN是一种lazy-learning算法,分类器不需要使用训练集进行训练,因此训练时间复杂度为0;kNN分类的计算复杂度和训练集中的文档数目成正比,也就是说,如果训练集中文档总数为n,那么kNN的分类时间复杂度为O(n);因此,最终的时间复杂度是O(n)。

优缺点

优点

理论成熟,思想简单,既可以用来做分类也可以用来做回归 ;

适合对稀有事件进行分类(例如:客户流失预测);

特别适合于多分类问题(multi-modal,对象具有多个类别标签,例如:根据基因特征来判断其功能分类), kNN比SVM的表现要好。

缺点

当样本不平衡时,如一个类的样本容量很大,而其他类样本容量很小时,有可能导致当输入一个新样本时,该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数;

计算量较大,因为对每一个待分类的文本都要计算它到全体已知样本的距离,才能求得它的K个最近邻点;

可理解性差,无法给出像决策树那样的规则。

代码

代码已在github上实现,这里也贴出来

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