算法简介

K-means算法是很典型的基于距离的聚类算法，采用距离作为相似性的评价指标，即认为两个对象的距离越近，其相似度就越大。该算法认为簇是由距离靠近的对象组成的，因此把得到紧凑且独立的簇作为最终目标。

算法过程如下：

1）从N个文档随机选取K个文档作为中心点；

2）对剩余的每个文档测量其到每个中心点的距离，并把它归到最近的质心的类；

3）重新计算已经得到的各个类的中心点；

4）迭代2～3步直至新的质心与原质心相等或小于指定阈值，算法结束。

 

算法优缺点：

优点：

1. 对处理大数据集，该算法保持可伸缩性和高效性
2. 算法快速、简单，易于理解;

缺点：

1. 在 K-means 算法中 K 是事先给定的，这个 K 值的选定是非常难以估计的，具体应用中只能靠经验选取；
2. 对噪声和孤立点数据敏感，导致均值偏离严重；
3. 当数据量非常大时，算法的时间开销是非常大的；
4. 初始聚类中心的选择对聚类结果有较大的影响，一旦初始值选择的不好，可能无法得到有效的聚类结果。

---

代码实现

第一步：读取文件，简单查看数据

import pandas as pd
import numpy as np
from pandas import DataFrame,Series
from sklearn.cluster import KMeans
from sklearn.cluster import Birch#读取文件
datafile = u'E:\\pythondata\\julei.xlsx'#文件所在位置，u为防止路径中有中文名称，此处没有，可以省略
outfile = u'E:\\pythondata\\julei_out.xlsx'#设置输出文件的位置
data = pd.read_excel(datafile)#datafile是excel文件，所以用read_excel,如果是csv文件则用read_csv
d = DataFrame(data)
d.head()

	assists	height	time	age	points
0	0.0888	201	36.02	28	0.5885
1	0.1399	198	39.32	30	0.8291
2	0.0747	198	38.80	26	0.4974
3	0.0983	191	40.71	30	0.5772
4	0.1276	196	38.40	28	0.5703

 列名：助攻，身高，比赛时间，年龄，得分，根据这几项进行聚类。

 

第二步：聚类

#聚类
mod = KMeans(n_clusters=3, n_jobs = 4, max_iter = 500)#聚成3类数据,并发数为4，最大循环次数为500
mod.fit_predict(d)#y_pred表示聚类的结果#聚成3类数据，统计每个聚类下的数据量，并且求出他们的中心
r1 = pd.Series(mod.labels_).value_counts()
r2 = pd.DataFrame(mod.cluster_centers_)
r = pd.concat([r2, r1], axis = 1)
r.columns = list(d.columns) + [u'类别数目']
print(r)#给每一条数据标注上被分为哪一类
r = pd.concat([d, pd.Series(mod.labels_, index = d.index)], axis = 1)
r.columns = list(d.columns) + [u'聚类类别']
print(r.head())
r.to_excel(outfile)#如果需要保存到本地，就写上这一列

 

第三步：可视化，简单的标注上分为哪一类怎么能满足？当然要看看可视化效果，毕竟注意一目了然的判断聚类的效果

#可视化过程
from sklearn.manifold import TSNEts = TSNE()
ts.fit_transform(r)
ts = pd.DataFrame(ts.embedding_, index = r.index)import matplotlib.pyplot as plta = ts[r[u'聚类类别'] == 0]
plt.plot(a[0], a[1], 'r.')
a = ts[r[u'聚类类别'] == 1]
plt.plot(a[0], a[1], 'go')
a = ts[r[u'聚类类别'] == 2]
plt.plot(a[0], a[1], 'b*')
plt.show()

因为K-means 算法过于大众化，而且代码其实比较简单的，所以备注比较少，如果需要备注或者有任何疑问，欢迎留言。