机器学习实战笔记 - KNN(k-NearestNeighbor)K-邻近算法

时间:2021-12-29 21:25:21
1.KNN算法是采用测量不同特征值之间的距离方法进行分类。

2.优缺点:
     优点:精度高,对异常值不敏感,无数据输入假定。
     缺点:计算复杂度大,空间复杂度高。
     使用数据范围:数值型和标准型

3.工作原理:
     存在一个样本数据集合,也称作训练样本集,并且样本集中每个数据都存在标签,即我们知道样本集中每一个数据与所属分类的对应关系。输入没有标签的新数据后,将新的数据的每个特征与样本集中的数据对应的特征进行比较,然后算法提取样本集中特征最相似数据(最邻近)的分类标签。一般来说,我们只选择样本数据集中前k个最相似的数据,这就是k-邻近算法中k的出处,通常k是不大于20的整数。最后选取k个最相似数据中出现次数最多的分类,作为新数据的分类。

4.KNN算法的一般处理流程:
     (1)收集数据:可以使用任何方法
     (2)准备数据:距离计算所需要的数值,最好是结构化的数据格式
     (3)分析数据:可以使用任何方法
     (4)训练算法:此步骤不适用于KNN算法
     (5)测试算法:计算错误率
     (6)使用算法:首先需要输入样本数据和机构化的输出结果,然后运行KNN算法判定输入数据分别属于哪个分类,最后应用对计算出的分类执行后续的处理。

5.实战使用:
     对未知类别属性的数据集中的点与当前点之间的距离
     (1).计算已知类别数据集;
     (2).按照距离递增次序排序;
     (3).选取与当前点距离最小的K个点;
     (4).确定前K个点所在类别的出现频率;
     (5).返回前K个点出现频率最高的类别作为当前点的预测分类。
6.距离计算公式,简单的二维模型使用欧几里得计算公式{((xA0 - xB0)**2  + (xA1 - xB1)**2) ** 0.5}即可(后续会专门对计算距离公式做一个单元章节讲解)。

7.在构建模型后可以使用Python的Matplotlib绘图。
pip install Matplotlib 即可绘图

8.归一化:
概念:当多组特征值差异很大是,为了将数值的维度降低到统一范围,避免一个特征值的数据量很大会忽略特征值很小的特征的作用占比。为此我们引入归一化。
公式如下:
newValue = (oldValue - min)/(max - min)

9.实战项目1:
优化约会网站推荐算法:(包含项目源码,测试数据)

10.实战项目2:
识别手写别数字系统:(包含项目源码,测试数据)

11.实战项目3:
水果分类 (包含项目源码,测试数据)