人工智能之K-Means算法
K-Means優(yōu)點(diǎn):
1)算法快速、簡單;
2)對大數(shù)據(jù)集有較高效率并且是可伸縮性的;
3)確定的K 個(gè)劃分達(dá)到平方誤差最小;
4)時(shí)間復(fù)雜度近于線性,而且適合挖掘大規(guī)模數(shù)據(jù)集。K-Means聚類算法的時(shí)間復(fù)雜度是O(nkt) ,其中n代表數(shù)據(jù)集中對象的數(shù)量,t代表著算法迭代的次數(shù),k代表著簇的數(shù)目,且k<<n,t<<n。
K-Means缺點(diǎn):
1) 在K-means 算法中 K 是事先給定的,這個(gè) K 值的選定是非常難以估計(jì)的;
2) 在K-means 算法中,初始聚類中心的選擇對聚類結(jié)果有較大影響,一旦初始值選擇的不好,可能無法得到有效的聚類結(jié)果;
3) 從K-means 算法框架可以看出,該算法需要不斷地進(jìn)行樣本分類調(diào)整,不斷地計(jì)算調(diào)整后的新聚類中心,因此當(dāng)數(shù)據(jù)量非常大時(shí),算法時(shí)間開銷非常大。
K-Means算法改進(jìn):
1)針對K 值選定難以估計(jì)問題,通過類的自動(dòng)合并和分裂,得到較為合理的類型數(shù)目 K,例如,ISODATA算法。
2)針對初始值選擇不好無法得到有效聚類結(jié)果問題,可采用遺傳算法GA(參見人工智能(28))進(jìn)行初始化,以內(nèi)部聚類準(zhǔn)則作為評價(jià)指標(biāo)。
3)針對算法時(shí)間開銷大問題,采用對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,無論是初始點(diǎn)的選擇還是一次迭代完成時(shí)對數(shù)據(jù)的調(diào)整,都是建立在隨機(jī)選取樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,這樣可以提高算法的收斂速度。
K-Means應(yīng)用場景:
K-means 算法具有快速、簡單,對大數(shù)據(jù)集有較高效率和可伸縮性等優(yōu)點(diǎn),是最為經(jīng)典,也是使用最為廣泛的聚類算法。K-means算法在機(jī)器學(xué)習(xí)、知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
結(jié)語:
K-Means是聚類算法中最為簡單、高效且易于理解。K-Means算法采用誤差平方和準(zhǔn)則函數(shù)作為聚類準(zhǔn)則函數(shù)。K-Means算法有其缺點(diǎn),但大多缺點(diǎn)都可以克服,最大的優(yōu)點(diǎn)就是算法復(fù)雜度低,可以在短時(shí)間內(nèi)處理海量數(shù)據(jù),這對于當(dāng)今數(shù)據(jù)爆炸時(shí)代非常重要!K-Means算法在世界上廣為流傳,得到極大的關(guān)注。K-Means算法在機(jī)器學(xué)習(xí)、知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過研究K-means算法,可以發(fā)現(xiàn):一個(gè)真正偉大的算法不是因?yàn)樗卸嗝磸?fù)雜,而是它能夠用最簡單的原理解決最復(fù)雜的問題!

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