数据挖掘数据聚类
数据挖掘聚类方法
数据挖掘聚类方法数据挖掘是从大量数据中发现有用的信息和模式的过程。
聚类是数据挖掘中的一种重要方法，它将数据对象划分为一组相似的子集，称为簇。
聚类方法可以为数据分析和决策提供有用的信息，有助于理解数据之间的关系，以及发现数据中隐藏的模式和结构。
在数据挖掘中，有许多聚类方法可以选择，下面将简要介绍几种常见的聚类方法。
1. K-means聚类算法：K-means是最常用的聚类算法之一、它将数据划分为K个簇，其中K是用户定义的参数。
该算法通过计算每个数据点和簇中心之间的距离来确定每个数据点属于哪个簇。
迭代地更新簇中心直到达到停止准则，例如簇中心不再改变或达到最大迭代次数。
2.层次聚类算法：层次聚类是一种自底向上或自顶向下的聚类方法。
自底向上的层次聚类从每个数据点开始，并将其合并到形成类似的数据点的簇中，最终形成一个完整的层次聚类树。
自顶向下的层次聚类从所有数据点开始，将其划分为较小的簇，并逐渐进行合并，最终形成一个完整的层次聚类树。
层次聚类可以通过不同的相似度度量方法来执行，例如单连接和完整连接。
3. 密度聚类算法：密度聚类是一种根据数据点之间的密度将数据划分为不同簇的方法。
DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）是一种常见的密度聚类算法。
DBSCAN基于定义半径内存在最小数量数据点的密度来确定核心点，并通过核心点之间的连通性来形成簇。
4. 基于模型的聚类算法：基于模型的聚类方法假设数据是从特定概率分布生成的，并试图通过对数据进行建模来识别簇。
混合高斯模型（Gaussian Mixture Model，GMM）是基于模型的聚类方法的一个例子。
GMM假设数据是由多个高斯分布组成的，通过最大似然估计来确定每个数据点属于哪个高斯分布。
在选择合适的聚类方法时，需要考虑数据的特性、问题的目标以及算法的优缺点。
不同聚类方法适用于不同类型的数据和问题。
完整版数据挖掘中的聚类分析方法
完整版数据挖掘中的聚类分析方法聚类分析方法是数据挖掘领域中常用的一种数据分析方法，它通过将数据样本分组成具有相似特征的子集，并将相似的样本归为一类，从而揭示数据中隐藏的模式和结构信息。
下面将从聚类分析的基本原理、常用算法以及应用领域等方面进行详细介绍。
聚类分析的基本原理聚类分析的基本原理是将数据样本分为多个类别或群组，使得同一类别内的样本具有相似的特征，而不同类别之间的样本具有较大的差异性。
基本原理可以总结为以下三个步骤：1.相似性度量：通过定义距离度量或相似性度量来计算数据样本之间的距离或相似度。
2.类别划分：根据相似性度量，将样本分组成不同的类别，使得同一类别内的样本之间的距离较小，不同类别之间的距离较大。
3.聚类评估：评估聚类结果的好坏，常用的评估指标包括紧密度、分离度和一致性等。
常用的聚类算法聚类算法有很多种，下面将介绍常用的几种聚类算法：1. K-means算法：是一种基于划分的聚类算法，首先通过用户指定的k值确定聚类的类别数，然后随机选择k个样本作为初始聚类中心，通过迭代计算样本到各个聚类中心的距离，然后将样本划分到距离最近的聚类中心对应的类别中，最后更新聚类中心，直至达到收敛条件。
2.层次聚类算法：是一种基于树状结构的聚类算法，将样本逐步合并到一个大的类别中，直至所有样本都属于同一个类别。
层次聚类算法可分为凝聚式（自底向上）和分裂式（自顶向下）两种。
凝聚式算法首先将每个样本作为一个初始的类别，然后通过计算样本之间的距离来逐步合并最近的两个类别，直至达到停止准则。
分裂式算法则是从一个包含所有样本的初始类别开始，然后逐步将类别分裂成更小的子类别，直至达到停止准则。
3. 密度聚类算法：是一种基于样本密度的聚类算法，通过在数据空间中寻找具有足够高密度的区域，并将其作为一个聚类。
DBSCAN （Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法是密度聚类算法的代表，它通过定义距离和邻域半径来确定样本的核心点、边界点和噪声点，并通过将核心点连接起来形成聚类。
数据挖掘中的聚类分析与分类模型比较
数据挖掘中的聚类分析与分类模型比较数据挖掘是一种通过自动或半自动的方法来发现数据模式、建立模型和进行预测的技术。
在数据挖掘的过程中，聚类分析和分类模型是两种重要的方法，它们在从数据中提取有用信息方面起到了关键作用。
本文将对这两种方法进行比较，探讨它们的优缺点及在实际应用中的差异。
一、聚类分析聚类分析是一种无监督学习的方法，它是指在没有预定义类别标签的情况下自动将数据分组或分类的方法。
聚类分析的目标是利用数据自身的特点将相似的数据点聚集在一起，不同的数据点被分成不同的类别。
聚类分析可以帮助我们发现数据中的隐藏模式和结构，进行数据的可视化和理解，识别异常值和离群点等。
聚类分析的优点：1.适用范围广：聚类分析可以适用于各种类型的数据，包括数值型数据、文本数据和图像数据等，因此在各个领域都有着广泛的应用。
2.无需先验知识：聚类分析不需要先验知识或者标签，它可以自动发现数据中的结构和模式，适用于未知的数据集。
3.可解释性强：聚类分析生成的结果是一组相互独立的类别，每个类别都有其特定的特征和属性，因此结果易于理解和解释。
聚类分析的缺点：1.结果不稳定：聚类分析的结果会受到初始化的影响，有时候可能会出现不稳定的情况，需要多次运行算法来得到稳定的结果。
2.难以确定聚类数目：在聚类分析中，通常需要指定聚类的数目，但是很难确定一个合适的聚类数目，这可能会影响聚类分析的结果。
3.对噪声和异常值敏感：聚类分析对数据中的噪声和异常值比较敏感，它可能会将这些噪声和异常值也划分到一个类别中，影响聚类的结果。
二、分类模型分类模型是一种监督学习的方法，它是指在有预定义类别标签的情况下建立模型，用来预测新数据点的类别标签。
分类模型的目标是根据已知的类别标签来训练模型，使其能够对未知数据进行分类。
分类模型可以帮助我们进行预测和决策，识别潜在的规律和模式，进行风险评估和市场分析等。
分类模型的优点：1.预测准确性高：分类模型可以利用已知的类别标签来建立模型，因此通常具有比较高的预测准确性，能够较好地进行分类。
数据挖掘算法_聚类数据挖掘
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基于质心的 k－means聚类算法
坐标表示 5 个点｛ X1,X2,X3,X4,X5｝作为一个聚类分析的二维
样 本 ： X1＝（0,2），X2＝（0,0），X3＝（1.5,0），X4＝ （5,0），X5＝（5,2）。假设要求的簇的数量k=2。
聚类分析的应用实独立变量 数目增加时， 发现簇的难 度开始增加
美陆军委托他人研究如何重新设计女兵服装，目 的在于减少不同尺码制服的库存数，但必须保证 每个士兵都有合体的制服。 选取了3000名女性，每人有100多个度量尺寸。
常见的聚类方法--划分聚类方法
典型的应用
作为一个独立的分析工具，用于了解数据的分布； 作为其它算法的一个数据预处理步骤；
应用聚类分析的例子
市场销售: 帮助市场人员发现客户中的不同群体， 然后用这些知识来开展一个目标明确的市场计划； 土地使用: 在一个陆地观察数据库中标识那些土地 使用相似的地区；
保险: 对购买了汽车保险的客户，标识那些有较高 平均赔偿成本的客户；
第1步：由样本的随机分布形成两个簇： C ＝｛X1,X2,X4｝和C2＝｛X3,X5｝。 这两个簇的质心M1和M2是：
1
1 2
M ＝｛(0+0+5)/3,(2+0+0)/3｝＝｛1.66，0.66｝；
M ＝｛（1.5+5）/2，（0+2）/2｝＝｛3.25，1.00｝；
基于质心的 k－means聚类算法
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数据挖掘中的聚类分析方法
数据挖掘中的聚类分析方法数据挖掘是一项数据分析过程，通过使用复杂算法和技术来发现隐藏在数据中的模式和关系。
聚类分析方法是数据挖掘中应用广泛的一种方法，它可以将一组数据分为不同组，每组中的对象具有相似的属性，并且不同组之间的对象有明显的差异。
本文将介绍聚类分析的一些基本概念、聚类算法和聚类分析的应用领域。
一、聚类分析的一些基本概念聚类分析是将一组对象按照它们之间的相似度分成多个组的过程。
相似度可以用多种方式进行衡量，比如欧几里得距离、曼哈顿距离、闵可夫斯基距离等。
在聚类分析中，一个重要的概念是簇，它是指一组具有相似属性的对象。
聚类分析的目标是将数据集合分为多个簇，并使得不同簇之间的相似度越小越好，而同一簇内的相似度越大越好。
二、聚类算法聚类算法可以分为层次聚类算法和非层次聚类算法两种。
层次聚类算法将数据集中的对象分为一系列越来越小的簇，并形成一个树形结构，即所谓的聚类树。
非层次聚类算法则直接把数据分成簇，并不会形成树形结构，它们的算法主要有K均值聚类、DBSCAN聚类、层次聚类、EM聚类等。
K均值聚类K均值聚类是一种基于距离的聚类算法。
该算法的基本思想是，将数据集中的对象分为k个簇，每个簇都有一个中心点，称为簇的质心。
首先随机选取k个质心，然后计算每个对象离这k个质心的距离，将其划分到距离最近的质心所在的簇。
接着重新计算每个簇的质心，再次对每个对象进行重新的簇分配，直到簇不再发生变化或达到一定的迭代次数。
DBSCAN聚类DBSCAN聚类是一种基于密度的聚类算法。
该算法的基本思想是，在不同密度的区域中划分不同的簇。
算法需要指定两个参数：邻域半径Eps和最小点数MinPts。
如果一个点的邻域内点的个数大于等于MinPts，则该点为核心点。
如果一个点的邻域内存在核心点，则该点为边界点。
如果一个点既不是核心点也不是边界点，则为噪声点。
聚簇的算法步骤是：随机选择一个点，将该点的邻域内的点加入到该簇中，并继续扫描邻域内其他点，将与该点密度可达的点加入到该簇中。
知识点归纳 数据挖掘中的聚类分析与分类算法
知识点归纳数据挖掘中的聚类分析与分类算法数据挖掘中的聚类分析与分类算法数据挖掘是指从大量数据中自动发现有用的模式、关系或规律的过程。
在数据挖掘过程中，聚类分析和分类算法是两个常用且重要的技术。
本文将对这两个知识点进行归纳总结。
一、聚类分析聚类分析是将一组无标签的数据对象进行分组或聚类的数据挖掘技术。
其目标是通过对象之间的相似性将它们划分为若干个簇，使得同一簇内的对象相似度高，不同簇之间的相似度低。
聚类分析广泛应用于市场分割、社交网络分析、图像处理等领域。
常用的聚类算法有以下几种：1. K-means算法：K-means是一种基于距离度量的聚类算法。
它通过逐步迭代，将数据集分为K个簇，使得每个数据对象与本簇内的其他对象的相似度最高。
2. 层次聚类算法：层次聚类算法是一种通过计算不同类别之间的相似性，并逐步合并相似度高的类别的方式进行数据聚类的方法。
Hierarchical Agglomerative Clustering（HAC）是层次聚类的一种常见算法。
3. 密度聚类算法：密度聚类算法是一种通过计算对象的密度来确定簇的方法，常见的算法有DBSCAN和OPTICS算法。
这类算法可以有效地发现具有不同密度分布的聚类。
二、分类算法分类算法是将带有标签的数据集按照类别或标签进行划分的数据挖掘技术。
通过学习已有数据集的特征和类别标签，分类算法能够对新的未标记数据进行分类预测。
分类算法广泛应用于垃圾邮件过滤、文本分类、风险评估等领域。
常用的分类算法有以下几种：1. 决策树算法：决策树算法是一种基于树形结构的分类算法。
它通过对数据集进行递归分割，使得每个子节点具有最佳的纯度或信息增益，从而实现对数据的分类。
2. 朴素贝叶斯算法：朴素贝叶斯算法是一种基于条件概率的分类算法。
它假设特征之间相互独立，并通过计算条件概率来进行分类预测。
3. 支持向量机算法：支持向量机算法是一种通过寻找最优分割超平面将数据划分为不同类别的算法。
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较数据挖掘是一种从大规模数据集中提取模式或关系的技术。
在数据挖掘中，聚类算法和分类算法是两种常用的技术，它们分别用于发现数据中的相似模式和对数据进行分类。
本文将比较这两种算法的特点、应用场景、优缺点等方面。
首先，聚类算法和分类算法的基本原理和目标是不同的。
聚类算法旨在将数据集中的对象分成具有相似特征的多个群组，以便从数据中发现隐藏的结构和模式。
而分类算法则是对给定的数据对象进行分类，将其分到事先定义好的类别中。
其次，聚类算法和分类算法的应用场景不同。
聚类算法通常用于数据探索和分析，例如市场细分、用户群体分析等。
而分类算法通常用于预测和决策，例如垃圾邮件过滤、信用评分等。
在算法效果方面，聚类算法和分类算法各有优缺点。
聚类算法的优点是能够自动发现数据中的潜在结构，不需要先验知识，适用于未标记数据。
但是其缺点是难以确定最佳的聚类数目和聚类质量评价。
分类算法的优点是可以进行有监督学习，需要少量标记数据就能实现高精度的分类。
但是其缺点是需要预先定义类别，且对噪声和特征空间较大的数据不够稳定。
此外，聚类算法和分类算法在不同的数据特征下也会有不同的表现。
聚类算法对于具有明显分布结构的数据效果较好，而分类算法对于具有清晰类别的数据效果较好。
因此，在实际应用中，我们需要根据数据的特点选择适合的算法来处理。
在选择算法时，我们需要综合考虑数据的特点、应用场景、算法的优缺点等因素。
有时候，我们也可以将聚类算法和分类算法结合起来使用，例如可以先用聚类算法将数据集进行分组，然后再在每个小组中应用分类算法进行预测。
总的来说，聚类算法和分类算法各有其适用的场景和优缺点，我们需要根据具体情况选择合适的算法。
在实际应用中，我们也可以结合不同的算法来发挥它们的优势，以更好地解决问题。
希望本文的比较能够帮助读者更好地理解聚类算法和分类算法的特点和应用。
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较数据挖掘是一种从大量的数据中发现规律和模式的技术。
在数据挖掘中，聚类算法和分类算法是两种常用的方法。
本文将对聚类算法和分类算法进行比较，并介绍它们的不同特点。
首先，聚类算法是一种将数据分成不同组的方法。
聚类算法通过计算数据点之间的相似性来将数据划分为不同的簇。
常用的聚类算法有K-means、层次聚类和密度聚类等。
聚类算法可以帮助我们发现数据中隐藏的模式和结构，以及探索数据之间的关系。
聚类算法的主要优点是无监督学习，可以在没有标签的情况下对数据进行分组。
然而，聚类算法对于大规模数据集和高维数据的处理效果较差，且对初始参数的敏感性较高。
与之相反，分类算法是将数据分成预定义类别的方法。
分类算法通过学习先验知识和特征来确定数据所属的类别。
常用的分类算法有决策树、朴素贝叶斯和支持向量机等。
分类算法可以帮助我们对未知数据进行预测和分类。
分类算法的主要优点是可以利用标记数据进行有监督学习，因此对于小规模数据和有标签数据的处理效果较好。
然而，分类算法在遇到类别不平衡、特征选择不当等问题时性能可能下降。
总结起来，聚类算法和分类算法在数据挖掘中各有优势和限制。
聚类算法适用于无标签数据的探索和分组，可以揭示数据中的潜在模式和结构。
而分类算法适用于有标签数据的分类和预测，可以根据已有知识和特征对未知数据进行分类。
在实际应用中，我们可以根据具体问题和数据的特点选择合适的算法。
然而，聚类算法与分类算法之间也存在一些相似之处。
首先，它们都属于无监督学习算法，都可以对数据进行自动学习和模式发现。
其次，它们都需要对数据进行预处理和特征选择，以确保算法的有效性和准确性。
最后，无论是聚类算法还是分类算法，在应用过程中都需要根据实际需求进行参数调整和模型评估。
综上所述，聚类算法和分类算法在数据挖掘中有着重要的作用，并且各自有着不同的特点和应用场景。
在实际应用中，我们需要根据具体问题的需求和数据的特点选择合适的算法，以达到最好的挖掘结果。
《数据挖掘》课程PPT-聚类分析
图像处理
1 2 3
图像分割
在图像处理中，聚类分析可以用于将图像分割成 多个区域或对象，以便进行更细致的分析和处理。
特征提取
通过聚类分析，可以提取图像中的关键特征，如 颜色、形状、纹理等，以实现图像分类、识别和 检索。
图像压缩
通过聚类分析，可以将图像中的像素进行聚类， 从而减少图像数据的维度和复杂度，实现图像压 缩。
03 推荐系统
利用聚类分析对用户和物品进行分类，为用户推 荐相似或相关的物品或服务。
02
聚类分析的常用算法
K-means算法
• 概述：K-means是一种基于距离的聚类算法，通过迭代将数据划分为K个集群，使得每个数 据点与其所在集群的中心点之间的距离之和最小。
• · 概述：K-means是一种基于距离的聚类算法，通过迭代将数据划分为K个集群，使得每个数 据点与其所在集群的中心点之间的距离之和最小。
03 基于模型的聚类
根据某种模型对数据进行拟合，将数据点分配给 不同的模型，常见的算法有EM算法、高斯混合模 型等。
聚类分析的应用场景
01 客户细分
将客户按照其特征和行为划分为不同的细分市场， 以便更好地了解客户需求并提供定制化服务。
02 异常检测
通过聚类分析发现数据中的异常值或离群点，以 便及时发现潜在的问题或风险。
生物信息学
基因表达分析
在生物信息学中，聚类分析可以用于分析基因表达数据， 将相似的基因聚类在一起，以揭示基因之间的功能关联和 调控机制。
蛋白质组学分析
通过聚类分析，可以研究蛋白质之间的相互作用和功能模 块，以深入了解生物系统的复杂性和动态性。
个性化医疗
通过聚类分析，可以根据个体的基因型、表型等特征进行 分类，为个性化医疗提供依据和支持。
数据挖掘常用的方法(分类回归聚类关联规则)
数据挖掘常用的方法（分类回归聚类关联规则）数据挖掘是一种通过分析大量数据来发现模式、关联和趋势的过程。
常用的数据挖掘方法包括分类、回归、聚类和关联规则，下面将对它们进行详细介绍。
回归（Regression）是一种预测方法，它用于建立输入（自变量）和输出（因变量）之间的关系模型。
回归分析通过分析已知数据集的特征和输出值，确定数据的模式，并使用这些模式进行未知数据的预测。
回归分析中常用的算法包括线性回归、多项式回归和逻辑回归等。
回归方法广泛应用于价格预测、销售预测、股票市场分析等领域。
聚类（Clustering）是将数据按照相似性划分为不同的群组的方法。
聚类的目标是找到数据中相似的样本，并将它们归入同一类别。
聚类算法根据不同的相似性度量标准，如欧氏距离、曼哈顿距离和余弦相似度等，来计算样本之间的距离。
常见的聚类算法包括K-means、层次聚类和DBSCAN等。
聚类方法在市场分析、社交网络分析和图像处理等领域有着广泛应用。
关联规则（Association Rules）是一种描述数据之间关系的方法。
关联规则分析用于发现数据集中不同项之间的关联关系。
关联规则通过计算不同项之间的支持度和置信度来确定关联程度。
支持度指一个项集在数据集中出现的频率，而置信度指一些项集出现时，另一个项集也出现的概率。
常见的关联规则算法包括Apriori和FP-Growth等。
关联规则分析在市场篮子分析、交叉销售和网站推荐等领域中非常有用。
除了上述的四种常用的数据挖掘方法外，还有一些其他重要的方法，如异常检测、特征工程和文本挖掘等。
数据挖掘方法的选择取决于数据的特点和分析的目标。
在实际应用中，可以根据实际问题来选择合适的方法，并通过算法优化和模型评估来提高模型的准确性和可解释性。
总之，分类、回归、聚类和关联规则是数据挖掘中常用的方法。
它们能够从大量的数据中挖掘出有用的信息和模式，帮助人们做出准确的预测和决策。
随着数据量的不断增加和数据挖掘技术的不断发展，这些方法将在未来的数据分析中发挥更加重要的作用。
聚类分析方法和数据挖掘法的区别
聚类分析方法和数据挖掘法的区别
聚类分析方法和数据挖掘法是两种不同的数据分析技术，它们有以下几点区别：
1. 目标：聚类分析旨在将一组数据分为不同的群组，每个群组内的成员相似度较高，而不同群组间的成员相似度较低。
数据挖掘的目标是从大量数据中提取有用信息，发现隐藏的模式、关联和规律。
2. 方法：聚类分析方法主要通过计算数据之间的相似度或距离来形成群组，最常见的方法有K均值聚类、层次聚类等。
而数据挖掘方法则包括多种技术，如关联规则挖掘、分类、回归、异常检测等。
3. 数据类型：聚类分析方法适用于各种类型的数据，包括数值型数据、文本数据和离散型数据等。
数据挖掘方法也适用于各种数据类型，但可能会针对不同类型的数据选择不同的分析方法。
4. 解释性：聚类分析通常不关注特定的因果关系或预测结果，而是对数据进行描述性分组。
而数据挖掘方法更侧重于对数据进行预测分析，提供对未来事件或行为的判断。
5. 应用领域：聚类分析方法主要用于市场细分、用户分类、模式识别和图像处理等领域，以及一些非监督学习的问题。
数据挖掘方法则广泛应用于市场营销、金融、医疗、电信等各个领域，用于挖掘业务中的模式和规律。
综上所述，聚类分析方法和数据挖掘方法在目标、方法、数据类型、解释性和应用领域等方面存在一定的差异。
数据分析知识：数据挖掘中的聚类和分类算法
数据分析知识：数据挖掘中的聚类和分类算法数据挖掘中的聚类和分类算法随着大数据时代的到来，数据挖掘成为了一项重要的技术，它可以从海量的数据中发掘出有价值的信息，为决策提供依据。
聚类和分类是数据挖掘中两个重要的算法，本文将分别介绍它们的原理、应用和优缺点。
一、聚类算法聚类算法是将数据对象分成若干个互不相交的簇，使得同一簇内部的数据对象相似度尽可能大，不同簇之间的相似度尽可能小。
聚类算法可以用于市场细分、图像分类、文本挖掘等领域。
1.原理聚类算法的基本思想是将数据对象划分为多个簇，在簇内部的数据相似度较高，在簇之间的数据相似度较低。
聚类算法的思路大致可以分为以下几步：（1）确定簇的个数。
一般来说，簇的个数是需要依据不同的业务需求来确定的，可以通过专家经验和数据分析等方式确定。
（2）选择距离或相似度度量方法。
距离或相似度度量方法是选择簇内与簇间的距离计算量，包括欧氏距离、曼哈顿距离、余弦相似度等。
（3）选择聚类算法。
常用的聚类算法包括K-means、层次聚类等。
2.应用聚类算法被广泛应用于各个领域。
在市场细分中，聚类算法可以根据消费者的购买行为将消费者分成若干组，并提取每组消费者的特征，以便制定针对性的推广策略。
在图像分类中，聚类算法可以将图片分类至不同的文件夹中，方便用户查找使用。
在文本挖掘中，聚类算法可以将相似的文章聚类至同一类中，提高信息检索的效率。
3.优缺点（1）优点：简单易实现，聚类结果可解释性强，对处理大样本数据积极。
（2）缺点：对初始簇心的选择比较敏感，只有全局最优解没有局部最优解，需要复杂度高的算法。
二、分类算法分类算法是通过学习得到一个分类函数，将未知样本分类到合适的类别中。
分类算法可以应用于手写字符识别、信用评估、疾病诊断等领域。
1.原理分类算法主要包含三个主要步骤：训练、分类和评估。
（1）训练训练是分类算法中最主要的环节之一，它是通过已知的样本数据集来训练分类函数。
训练的目的是得到一个合适的分类模型，使其能够对未知样本进行准确分类。
聚类分析数据
聚类分析数据引言概述：聚类分析是一种数据挖掘技术，它能够将相似的数据对象分组，形成具有相似特征的聚类。
通过聚类分析，我们可以对大量的数据进行分析和归类，从而发现数据中的潜在模式和规律。
本文将从五个大点来阐述聚类分析数据的重要性和应用。
正文内容：1. 聚类分析的基本原理1.1 数据预处理：在进行聚类分析之前，需要对原始数据进行预处理，包括数据清洗、缺失值处理、数据标准化等。
1.2 距离度量：聚类分析的核心是计算数据对象之间的相似度或距离，常用的距离度量包括欧氏距离、曼哈顿距离和余弦相似度等。
1.3 聚类算法：常用的聚类算法包括K-means、层次聚类和密度聚类等，它们根据不同的原理和假设来进行聚类分析。
2. 聚类分析的应用领域2.1 市场营销：聚类分析可以对消费者进行分群，帮助企业了解不同消费群体的需求和偏好，从而制定针对性的市场营销策略。
2.2 医学研究：聚类分析可以对疾病患者进行分组，帮助医生了解不同病情和治疗效果，为个性化医疗提供依据。
2.3 社交网络分析：聚类分析可以对社交网络中的用户进行分组，帮助了解用户的兴趣和行为模式，从而进行精准推荐和社交关系分析。
2.4 图像处理：聚类分析可以对图像进行分割，将相似的像素点归为一类，从而实现图像的分析和识别。
2.5 金融风险评估：聚类分析可以对金融数据进行分组，帮助评估不同投资组合的风险和收益，为投资决策提供支持。
3. 聚类分析的优势和挑战3.1 优势：聚类分析可以发现数据中的潜在模式和规律，帮助我们了解数据的内在结构和特点，从而做出更准确的决策。
3.2 挑战：聚类分析结果的可解释性较差，需要根据具体领域知识进行解释和理解；聚类算法对初始聚类中心的选择较为敏感，需要进行参数调优。
4. 聚类分析的评估方法4.1 内部评估：通过计算聚类结果的紧密度和分离度来评估聚类的质量，常用的内部评估指标包括轮廓系数和DB指数等。
4.2 外部评估：通过将聚类结果与已知的标签进行比较来评估聚类的准确性，常用的外部评估指标包括兰德指数和互信息等。
数据挖掘入门——聚类、分类与预测分析
数据挖掘入门——聚类、分类与预测分析数据挖掘是指从大量数据中提取有用信息和知识的过程。
聚类、分类和预测分析是数据挖掘中常用的三种技术手段。
本文将对这三种技术分别进行介绍，并详细阐述他们的步骤和应用。
一、聚类分析1. 定义：聚类分析是将一组对象划分为具有相似特征的若干个簇的过程。
2. 步骤：a. 选择合适的相似性度量方法，用于计算不同对象之间的相似程度。
b. 选择合适的聚类算法，如K-means、层次聚类等。
c. 对数据集进行预处理，包括缺失值处理、异常值处理等。
d. 根据选择的聚类算法对数据进行迭代聚类，直到达到停止条件。
e. 对聚类结果进行评估，如使用Silhouette系数评估聚类的质量。
3. 应用：聚类分析可以应用于市场细分、社交网络分析、图像分割等领域。
例如，在市场细分中，可以将顾客划分为不同的群体，从而更好地针对不同群体制定营销策略。
二、分类分析1. 定义：分类分析是将一组对象划分为已知类别的离散变量的过程。
2. 步骤：a. 收集和准备数据，将数据转化为适合分类算法处理的形式。
b. 选择合适的分类算法，如决策树、逻辑回归、神经网络等。
c. 使用训练集对分类模型进行训练。
d. 使用测试集对分类模型进行评估，如计算准确率、召回率等指标。
e. 对分类模型进行调优和验证，提高模型的分类性能。
3. 应用：分类分析可以应用于文本分类、垃圾邮件过滤、信用评估等领域。
例如，在文本分类中，可以将新闻文章自动分类为不同的类别，提供快速有效的信息检索。
三、预测分析1. 定义：预测分析是根据过去的数据和模式，对未来的数据进行预测和分析的过程。
2. 步骤：a. 收集和准备历史数据，包括特征变量和目标变量。
b. 根据历史数据训练预测模型，如线性回归、时间序列分析等。
c. 使用训练好的预测模型进行未来数据的预测。
d. 对预测结果进行评估，如计算预测误差、判断模型的准确性。
e. 对预测模型进行优化和验证，提高模型的预测能力。
数据挖掘聚类的例子
数据挖掘聚类的例子数据挖掘聚类是数据分析领域中的一项重要技术，通过对大量数据进行探索性分析和模式识别，将相似的数据对象聚集到一起，从而帮助人们更好地理解数据背后的规律和趋势。
本文将通过几个具体的例子，从不同领域展示数据挖掘聚类的应用。
首先，我们来看一个市场调研的例子。
在市场调研中，人们经常需要将消费者根据其购买行为进行分群。
通过数据挖掘聚类，可以将拥有类似购买偏好的消费者聚集到一起，帮助企业精准地制定营销策略。
例如，一家运动品牌的市场调研人员可以通过分析消费者的购买记录和喜好，将他们分为运动型、休闲型、时尚型等群体，以便更好地推广不同款式的产品。
其次，数据挖掘聚类在医疗领域也有着广泛的应用。
医院可以通过分析患者的病历和医疗数据，将相似病例聚类到一起，从而发现潜在的病因和治疗方法。
例如，一家肿瘤医院可以通过分析癌症患者的基因数据，将他们分为不同的亚型，从而提供更加个性化的治疗方案。
此外，通过将患者聚类到具有相似病情的群体中，医院还可以针对不同群体的患者制定更加精准和有效的康复计划。
另一个令人感兴趣的领域是社交媒体分析。
随着社交媒体的普及，人们在社交平台上产生了大量的数据，包括用户的个人资料、点赞、评论等。
通过数据挖掘聚类，我们可以将具有相似兴趣和行为的用户聚集到一起，以便更好地理解他们的需求和行为习惯。
例如，一家电商公司可以通过分析用户在社交媒体上的行为数据，将他们分为购买型、分享型、评论型等不同类型的用户，从而更好地进行个性化推荐和精准营销。
除了以上领域，数据挖掘聚类还可以应用于交通运输、金融、教育等多个领域。
在交通运输方面，通过分析交通流量数据，可以将不同时段、不同道路上的车辆聚类，为交通管理提供科学依据。
在金融领域，可以通过分析客户的交易记录和信用评级，将客户分为高风险、中风险、低风险等群体，从而制定个性化信贷政策。
在教育领域，通过分析学生的学习行为和成绩，可以将学生分为高成绩型、中等成绩型、低成绩型等群体，以便针对不同群体制定个性化的教学计划。
数据挖掘中的聚类分析算法
数据挖掘中的聚类分析算法在数据挖掘领域，聚类分析算法是一种常用的技术，可用于将数据集中的对象分成相似的组或簇。
通过聚类分析，可以揭示数据中的内在结构和模式，为进一步的数据分析、模式识别和决策支持提供基础。
一、介绍聚类分析是一种无监督学习算法，它不需要人为提供标签或类别信息，而是通过对数据集中的对象进行相似性度量和自动分类来实现聚类。
它通过计算数据对象之间的距离或相似度，将相似的对象归于同一簇，不相似的对象则归于不同簇。
二、K均值算法K均值算法是聚类分析中最常用的算法之一。
它通过将数据集划分为K个簇，其中K是用户提供的参数，然后迭代地调整簇的中心位置，使得簇内的对象尽可能接近其聚类中心，簇间的距离尽可能远。
K均值算法的步骤如下：1. 选择初始的K个聚类中心，可以是随机选择或通过一定的启发式算法来确定；2. 将每个数据对象分配给距离其最近的聚类中心，形成初始的簇；3. 重新计算每个簇的聚类中心，即将每个簇中的对象的特征取平均值；4. 重复步骤2和步骤3，直到达到停止条件（如达到最大迭代次数或簇中心不再发生变化）。
K均值算法的优点是简单易实现，计算效率较高。
但是，它对初始聚类中心的选择非常敏感，且无法处理各簇大小不均衡、数据形状不规则或包含噪声的情况。
三、层次聚类算法层次聚类算法是一种将数据集从层次结构的角度进行划分的聚类方法。
它迭代地合并或分割簇，直到满足某个停止条件为止。
层次聚类算法有两种主要类型：1. 凝聚型层次聚类：凝聚型层次聚类从单个对象为簇开始，然后将最相似或最近的簇合并为一个新的簇，直到所有对象都合并为一个簇或达到停止条件。
它通过计算簇与簇之间的相似度来确定最近的簇。
2. 分裂型层次聚类：分裂型层次聚类从一个包含所有对象的簇开始，然后将簇逐渐分裂为子簇，直到每个簇只包含一个对象或达到停止条件。
它通过计算簇内对象之间的相似度来确定分裂的位置。
层次聚类算法的优点是不需要预先指定聚类的个数，且可以直观地展示数据的层次结构。
数据挖掘聚类的例子(一)
数据挖掘聚类的例子(一)数据挖掘聚类的例子1. 电子商务购物篮分析•介绍：电子商务购物篮分析是一种常见的数据挖掘聚类应用，它帮助商家了解哪些产品通常一起被购买，以便制定个性化推荐策略或优化产品布局。
•步骤：1.收集购物篮数据集，包括顾客的购买记录。
2.使用聚类算法（如k-means）将产品分组为不同的簇。
3.分析每个簇中的产品组合，找出经常一起购买的产品。
4.基于分析结果，可以推荐搭配销售或优化产品摆放位置。
2. 社交媒体用户群体划分•介绍：社交媒体用户群体划分是利用数据挖掘聚类算法将用户划分为不同的兴趣群体，以便更好地了解用户需求和行为。
•步骤：1.收集用户的社交媒体数据，如用户信息、发布内容、互动等。
2.使用聚类算法（如DBSCAN）对用户进行分群，将具有类似兴趣和行为模式的用户归为一组。
3.分析每个用户群体的特征，了解他们的兴趣偏好、购买意愿等。
4.基于分析结果，可以个性化推送内容、广告或针对不同群体进行营销策略调整。
3. 医疗诊断病例分类•介绍：在医疗领域，通过数据挖掘聚类可以帮助医生诊断和分类不同的疾病病例，提高医疗效率和准确性。
•步骤：1.收集病例数据集，包括患者的临床数据、症状描述、检测结果等。
2.使用聚类算法（如层次聚类）将病例分组为不同的类别。
3.分析每个病例类别的特征，找出共同症状或异常结果。
4.基于分析结果，可以辅助医生进行诊断判断，提供治疗建议或进一步检测方案。
4. 新闻主题聚类•介绍：新闻主题聚类是通过数据挖掘聚类算法将大量的新闻文章归类为不同的主题，以便快速浏览、检索和分析。
•步骤：1.收集新闻文章数据集，包括标题、内容、标签等。
2.使用聚类算法（如Spectral Clustering）将新闻文章划分为不同的主题。
3.分析每个主题下的文章内容和特点，了解各主题的关键词、观点等。
4.基于分析结果，可以方便用户根据自己的兴趣快速浏览相关主题的新闻。
以上是一些常见的数据挖掘聚类应用的例子，通过这些例子可以看到，数据挖掘聚类在不同领域中都有广泛应用，并在业务决策和优化中起到了重要作用。
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较
数据挖掘中的聚类算法与分类算法比较在数据挖掘中，聚类算法和分类算法是两种常用的无监督学习方法。
它们在数据分析和模式识别中发挥着重要的作用。
虽然它们都可以用于对数据进行分类和分组，但它们的原理和应用场景有一定的差异。
接下来，我将详细比较聚类算法和分类算法。
首先，聚类算法是一种将数据对象划分为不同组的方法，每个组内的对象具有相似的特征。
它通过计算数据点之间的相似性或距离来确定数据点之间的关系，并根据这些关系将数据点分为不同的簇。
常用的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类和密度聚类等。
聚类算法通常被用于数据探索、分析和可视化。
与聚类算法相比，分类算法是一种将数据分为已知类别的方法，它通过学习从已标记的训练样本中提取的知识来分类新的未标记数据。
分类算法通过构建分类模型来预测数据点的类别。
常见的分类算法包括决策树、朴素贝叶斯、支持向量机和神经网络等。
分类算法广泛应用于预测、识别和模式分类等领域。
聚类算法和分类算法之间的主要区别在于其目标和使用方法：1.目标：聚类算法旨在发现数据点之间的相似性和结构，将数据点划分为不同的簇；分类算法旨在将数据点分为已知的类别。
2.监督与无监督：聚类算法是一种无监督学习方法，因为它不需要事先标记的训练数据。
而分类算法是一种监督学习方法，它需要已标记的训练数据来构建分类模型。
3.输入数据：聚类算法通常接受未标记的数据集作为输入，它利用数据点之间的相似性将它们分组。
而分类算法通常接受由特征向量和已标记类别组成的训练数据集作为输入，它基于已知类别的特征来建立分类模型。
4.输出结果：聚类算法的输出是将数据点划分为不同的簇，每个簇内的数据点具有相似的特征。
而分类算法的输出是预测数据点的类别标签，即将数据点分为已知的类别。
5.应用场景：聚类算法常用于数据探索、分析和可视化等任务，帮助研究人员发现数据集中的隐藏模式和关系。
分类算法常用于预测、识别和模式分类等任务，帮助研究人员将新数据点分为已知类别。
数据聚类分析的方法与应用
数据聚类分析的方法与应用数据聚类分析是一种常用的数据挖掘技术，它通过将数据分组成具有相似特征的簇，帮助人们发现数据中的模式和隐藏的结构。
本文将介绍数据聚类分析的基本原理和常用方法，并探讨其在不同领域的应用。
一、数据聚类分析的基本原理数据聚类分析基于相似性的概念，即具有相似特征的数据对象更有可能属于同一个簇。
其基本原理可概括为以下几个步骤：1. 选择距离度量：距离是衡量数据对象之间相似性的指标，常用的距离度量包括欧氏距离、曼哈顿距离和余弦相似度等。
2. 确定簇数：在进行聚类之前，需要预先确定簇的数量。
常用的方法包括手肘法和轮廓系数法等。
3. 选择聚类算法：根据具体需求和数据特点选择合适的聚类算法。
常见的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类和密度聚类等。
4. 迭代优化：聚类算法通过迭代不断更新簇的中心或分配数据对象的簇成员，直到满足停止条件。
二、常用的数据聚类分析方法1. K均值聚类算法：K均值聚类算法是一种基于划分的聚类方法，它将数据划分为K个簇，并通过最小化各数据对象与其所属簇中心之间的平方误差来优化聚类结果。
2. 层次聚类算法：层次聚类算法是一种基于合并或分裂的聚类方法，它通过计算数据对象之间的相似性将数据逐层聚合成层次结构，从而形成一颗聚类树。
3. 密度聚类算法：密度聚类算法是一种基于数据密度的聚类方法，它寻找高密度区域并将其与低密度区域分离开来。
其中，DBSCAN算法是一种常用的密度聚类算法。
三、数据聚类分析的应用领域1. 市场细分：数据聚类分析可以帮助企业将市场细分为不同的目标群体，从而制定个性化的市场营销策略。
2. 图像分割：数据聚类分析可以将图像中的像素点分成不同的簇，实现图像的分割和目标检测。
3. 社交网络分析：数据聚类分析可以对社交网络中的用户进行聚类，发现用户之间的关联和兴趣相似性。
4. 生物信息学研究：数据聚类分析可以帮助生物学家将基因或蛋白质分成不同的类别，从而揭示其功能和相互作用关系。
数据挖掘中聚类分析的使用教程
数据挖掘中聚类分析的使用教程数据挖掘是一个广泛应用于计算机科学和统计学的领域，它旨在从大量的数据中发现隐藏的模式和关联。
聚类分析是数据挖掘中最常用的技术之一，它可以将相似的数据点归类到同一个群组中。
本文将介绍聚类分析的基本概念、常用算法以及如何在实际应用中使用。
一、什么是聚类分析？聚类分析是一种无监督学习方法，它通过计算数据点之间的相似性来将它们划分为不同的群组。
聚类分析的目标是使同一群组内的数据点尽可能相似，而不同群组之间的数据点尽可能不同。
聚类分析可以帮助我们发现数据中的潜在模式、结构和关联。
二、常用的聚类算法1. K-means算法K-means算法是最常用的聚类算法之一，它将数据点划分为预先设定的K个簇。
算法的基本思想是通过计算数据点与簇中心的距离，将每个数据点分配到距离最近的簇中心。
然后，重新计算每个簇的中心点，并重复此过程直到簇心不再发生变化或达到预定的迭代次数。
2. 层次聚类算法层次聚类算法是一种自底向上或自顶向下的递归分割方法。
它的特点是不需要预先设定聚类簇的个数，而是通过计算数据点之间的距离或相似性，逐步合并或分割簇。
层次聚类可以生成一棵树形结构，称为聚类树或谱系树，通过对树进行剪枝可以得到不同个数的簇。
3. 密度聚类算法密度聚类算法基于数据点之间的密度来识别具有高密度的区域。
算法的核心思想是计算每个数据点的密度，并将高密度区域作为簇的中心进行扩展。
最常用的密度聚类算法是DBSCAN，它使用一个邻域半径和最小密度来定义一个核心点，从而将数据点划分为核心点、边界点和噪声点。
三、如何使用聚类分析1. 准备数据在使用聚类分析前，首先需要准备好适合进行聚类的数据。
这些数据可以是数字、文本或图像等形式，但需要将其转化为计算机能够处理的格式。
同时，数据应该经过预处理，例如去除噪声、处理缺失值和标准化等。
2. 选择适当的聚类算法根据数据的特点和问题的需求，选择合适的聚类算法。
例如，如果数据点的分布呈现明显的球状或椭球状，可以选择K-means算法；如果数据点的分布具有一定的层次结构，可以选择层次聚类算法；如果数据点的分布具有不同的密度区域，可以选择密度聚类算法。
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如，对经常购买酸奶的客户 对累计消费达到12个月的老客户
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聚类应用
谁是银行信用卡的黄金客户？
利用储蓄额、刷卡消费金额、诚信度等变量对客户分 类，找出“黄金客户”！
这样银行可以制定更吸引的服务，留住客户！比如：
一定额度和期限的免息透支服务！ 商场的贵宾打折卡！ 在他或她生日的时候送上一个小蛋糕！
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聚类分析原理
变量按测量尺度分类 间隔尺度变量
连续变量，如长度、重量、速度、温度等
有序尺度变量
等级变量，不可加，但可比，如一等、二等、三 等奖学金
名义尺度变量
类别变量，不可加也不可比，如性别、职业等
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3.2 相似性度量
聚类分析符合“物以类聚，人以群分“的原则，它 把相似性大的样本聚集为一个类型 聚类分析的关键问题：如何在聚类过程中自动地确 定类型数目
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角度相似性度量
样本与之间的角度相似性度量定义为它们之间夹角
的余弦
S(x, y) cos xT y
|| x || || y ||
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3.3 聚类准则
相似性度量 → 集合与集合的相似性 相似性准则 → 分类效果好坏的评价准则 聚类准则: 试探法
定义一种相似性度量的阈值 聚类准则函数法
1
2
3
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距离相似性度量
d
Байду номын сангаас
c
a b
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解决尺度问题——标准化
yi xi a
yi xi m s
yi xi minxi maxxi minxi yi x i max xi minxi
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解决尺度问题
为了进行聚类，我们需要一种合适的距离度量尺 度。 这种距离度量尺度依赖于特征标准化方法 为了选择标准化方法我们必须知道聚类的类型 试错法是唯一的避免这种恶性循环的方法。选择 不同的条件进行试验，通过观察、数据解释和效 用分析评价相应的解。平衡各特征值的贡献，并 保持原有的语义信息。
数据挖掘领域
作为其他数学算法的预处理步骤，获得数据分布状况， 集中对特定的类做进一步的研究
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聚类分析原理
聚类分析中“类”的特征： 聚类所说的类不是事先给定的，而是根据数据的相
似性和距离来划分 聚类的数目和结构都没有事先假定
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聚类分析原理
聚类方法的目的是寻找数据中： 潜在的自然分组结构 感兴趣的关系
监督学习：需要用训练样本进行学习和训练 非监督学习：对于没有类别标签的样本集，根
据该问题本身的目的和样本的特性，把全体N 个样本划分为若干个子集，同类样本特性相差 小，异类样本特性相差大。
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聚类应用
花瓣的“物以类聚”
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聚类应用
早在孩提时代，人就通过不断改进下意识中的聚类 模式来学会如何区分猫和狗，动物和植物
主要内容
3.1 引言 3.2 相似性度量 3.3 聚类准则 3.4 基于试探的两种聚类算法 3.5 系统聚类法 3.6 动态聚类 3.7 聚类评价
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3.1 引言
聚类：将数据分组成为多个类别，在同一个类内对 象之间具有较高的相似度，不同类之间的对象差别 较大。 根据各个待分类的模式特征相似程度进行分类，相 似的归为一类，不相似的作为另一类。
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距离相似性度量
距离阈值对聚类的影响
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距离相似性度量
特征选取不当使聚类无效 特征选取不足引起误分类 模式特征坐标单位的选取也会强烈地影响聚类
结果
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距离相似性度量
特征选取不当使聚类无效
2 1
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距离相似性度量
特征选取不足引起误分类
谁经常光顾商店，谁买什么东西，买多少？
按照卡记录的光临次数、光临时间、性别、年龄、 职业、购物种类、金额等变量分类
这样商店可以….
识别顾客购买模式（如喜欢一大早来买酸奶和鲜肉， 习惯周末时一次性大采购）
刻画不同的客户群的特征
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聚类应用
挖掘有价值的客户，并制定相应的促销策略：
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聚类分析原理
分成两组，颜色相同的牌 为一组
A K Q J
颜色相同的牌为一组
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聚类分析原理
分组的意义在于我们怎么定义并度量“相似性” 因此衍生出一系列度量相似性的算法
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聚类分析原理
相似性的度量（统计学角度）
距离Q型聚类（主要讨论）
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聚类分析原理
什么是自然分组结构? 有16张牌，如何将他们分组呢？
A K Q J
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聚类分析原理
分成四组：每组里花色相 同，组与组之间花色相异
A K Q J
花色相同的牌为一组
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聚类分析原理
分成四组，符号相同的牌 为一组
A K Q J
符号相同的的牌为一组
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相似性度量
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相似性度量
距离相似性度量 角度相似性度量
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距离相似性度量
模式样本向量与之间的欧氏距离定义为：
d
De (x, y) || x y || | xi yi |2 i 1
若距离阈值ds选择过大，则全部样本被视作一 个唯一类型；若ds选取过小，则可能造成每个 样本都单独构成一个类型
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聚类应用
经济领域：
帮助市场分析人员从客户数据库中发现不同的客户群， 并且用购买模式来刻画不同的客户群的特征。
谁喜欢打国际长途，在什么时间，打到那里？ 对住宅区进行聚类，确定自动提款机ATM的安放位置 股票市场板块分析
生物学领域
推导植物和动物的分类； 对基因分类，获得对种群的认识
主要用于对样本分类
常用的距离有：
明考夫斯基距离(包括：绝对距离、欧式距离、切比 雪夫距离)
兰氏距离 马氏距离 斜交空间距离 此不详述，可参考《应用多元分析》（第二版）王学
民
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聚类分析原理
相似系数R型聚类 用于对变量分类，可以用变量之间的相似系数 的变形，如1－rij定义距离