模式识别 最近邻法和k近邻法MATLAB实现

..最近邻法和k-近邻法学号：02105120：吴林一.根本概念：最近邻法：对于未知样本x，比拟x与N个类别的样本之间的欧式距离，并决策x与距离它最近的样本同类。K近邻法：取未知样本x的k个近邻，看这k个近邻中多数属于哪一类，就把x归为哪一类。K取奇数，为了是防止k1=k2的情况。二.问题分析：要判别x属于哪一类，关键要求得与x最近的k个样本〔当k=1时，即是最近邻法〕，然后判别这k个样本的多数属于哪一类。可采用欧式距离公式求得两个样本间的距离s=sqrt〔〔x1-x2〕^2+(y1-y2)^2〕三.算法分析：该算法中任取每类样本的一半作为训练样本，其余作为测试样本。例如iris中取每类样本的25组作为训练样本，剩余25组作为测试样本，依次求得与一测试样本x距离最近的k个样本，并判断k个样本多数属于哪一类，那么x就属于哪类。测试10次，取10次分类正确率的平均值来检验算法的性能。四.MATLAB代码：最近邻算实现对Iris分类clc;totalsum=0;forii=1:10data=load('iris.txt');data1=data(1:50,1:4);%任取Iris-setosa数据的25组rbow1=randperm(50);trainsample1=data1(rbow1(:,1:25),1:4);rbow1(:,26:50)=sort(rbow1(:,26:50));%剩余的25组按行下标大小顺序排列testsample1=data1(rbow1(:,26:50),1:4);data2=data(51:100,1:4);%任取Iris-versicolor数据的25组rbow2=randperm(50);trainsample2=data2(rbow2(:,1:25),1:4);rbow2(:,26:50)=sort(rbow2(:,26:50));testsample2=data2(rbow2(:,26:50),1:4);data3=data(101:150,1:4);%任取Iris-virginica数据的25组rbow3=randperm(50);trainsample3=data3(rbow3(:,1:25),1:4);rbow3(:,26:50)=sort(rbow3(:,26:50));testsample3=data3(rbow3(:,26:50),1:4);trainsample=cat(1,trainsample1,trainsample2,trainsample3);%包含75组数据的样本集testsample=cat(1,testsample1,testsample2,testsample3);newchar=zeros(1,75);sum=0;[i,j]=size(trainsample);%i=60,j=4[u,v]=size(testsample);%u=90,v=4forx=1:ufory=1:iresult=sqrt((testsample(x,1)-trainsample(y,1))^2+(testsample(x,2)-trainsample(y,2))^2+(testsample(x,3)-trainsample(y,3))^2+(testsample(x,4)-trainsample(y,4))^2);%欧式距离newchar(1,y)=result;end;[new,Ind]=sort(newchar);class1=0;class2=0;class3=0;ifInd(1,1)<=25class1=class1+1;elseifInd(1,1)>25&&Ind(1,1)<=50class2=class2+1;elseclass3=class3+1;endifclass1>class2&&class1>class3m=1;ty='Iris-setosa';elseifclass2>class1&&class2>class3m=2;ty='Iris-versicolor';elseifclass3>class1&&class3>class2m=3;ty='Iris-virginica';elsem=0;ty='none';endifx<=25&&m>0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',rbow1(:,x+25),ty));elseifx<=25&&m==0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',rbow1(:,x+25),'none'));endifx>25&&x<=50&&m>0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',50+rbow2(:,x),ty));elseifx>25&&x<=50&&m==0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',50+rbow2(:,x),'none'));endifx>50&&x<=75&&m>0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',100+rbow3(:,x-25),ty));elseifx>50&&x<=75&&m==0disp(sprintf('第%d组数据分类后为%s类',100+rbow3(:,x-25),'none'));endif(x<=25&&m==1)||(x>25&&x<=50&&m==2)||(x>50&&x<=75&&m==3)sum=sum+1;endenddisp(sprintf('第%d次分类识别率为%4.2f',ii,sum/75));totalsum=totalsum+(sum/75);enddisp(sprintf('10次分类平均识别率为%4.2f',totalsum/10));测试结果：第3组数据分类后为Iris-setosa类第5组数据分类后为Iris-setosa类第6组数据分类后为Iris-setosa类第7组数据分类后为Iris-setosa类第10组数据分类后为Iris-setosa类第11组数据分类后为Iris-setosa类第12组数据分类后为Iris-setosa类第14组数据分类后为Iris-setosa类第16组数据分类后为Iris-setosa类第18组数据分类后为Iris-setosa类第19组数据分类后为Iris-setosa类第20组数据分类后为Iris-setosa类第23组数据分类后为Iris-setosa类第24组数据分类后为Iris-setosa类第26组数据分类后为Iris-setosa类第28组数据分类后为Iris-setosa类第30组数据分类后为Iris-setosa类第31组数据分类后为Iris-setosa类第34组数据分类后为Iris-setosa类第37组数据分类后为Iris-setosa类第39组数据分类后为Iris-setosa类第41组数据分类后为Iris-setosa类第44组数据分类后为Iris-setosa类第45组数据分类后为Iris-setosa类第49组数据分类后为Iris-setosa类第51组数据分类后为Iris-versicolor类第53组数据分类后为Iris-versicolor类第54组数据分类后为Iris-versicolor类第55组数据分类后为Iris-versicolor类第57组数据分类后为Iris-versicolor类第58组数据分类后为Iris-versicolor类第59组数据分类后为Iris-versicolor类第60组数据分类后为Iris-versicolor类第61组数据分类后为Iris-versicolor类第62组数据分类后为Iris-versicolor类第68组数据分类后为Iris-versicolor类第70组数据分类后为Iris-versicolor类第71组数据分类后为Iris-virginica类第74组数据分类后为Iris-versicolor类第75组数据分类后为Iris-versicolor类第77组数据分类后为Iris-versicolor类第79组数据分类后为Iris-versicolor类第80组数据分类后为Iris-versicolor类第84组数据分类后为Iris-virginica类第85组数据分类后为Iris-versicolor类第92组数据分类后为Iris-versicolor类第95组数据分类后为Iris-versicolor类第97组数据分类后为Iris-versicolor类第98组数据分类后为Iris-versicolor类第99组数据分类后为Iris-versicolor类第102组数据分类后为Iris-virginica类第103组数据分类后为Iris-virginica类第105组数据分类后为Iris-virginica类第106组数据分类后为Iris-virginica类第107组数据分类后为Iris-versicolor类第108组数据分类后为Iris-virginica类第114组数据分类后为Iris-virginica类第118组数据分类后为Iris-virginica类第119组数据分类后为Iris-virginica类第124组数据分类后为Iris-virginica类第125组数据分类后为Iris-virginica类第126组数据分类后为Iris-virginica类第127组数据分类后为Iris-virginica类第128组数据分类后为Iris-virginica类第129组数据分类后为Iris-virginica类第130组数据分类后为Iris-virginica类第133组数据分类后为Iris-virginica类第135组数据分类后为Iris-virginica类第137组数据分类后为Iris-virginica类第138组数据分类后为Iris-virginica类第142组数据分类后为Iris-virginica类第144组数据分类后为Iris-virginica类第148组数据分类后为Iris-virginica类第149组数据分类后为Iris-virginica类第150组数据分类后为Iris-virginica类k近邻法对wine分类：clc;otalsum=0;forii=1:10%循环测试10次data=load('wine.txt');%导入wine数据data1=data(1:59,1:13);%任取第一类数据的30组rbow1=randperm(59);trainsample1=data1(sort(rbow1(:,1:30)),1:13);rbow1(:,31:59)=sort(rbow1(:,31:59));%剩余的29组按行下标大小顺序排列testsample1=data1(rbow1(:,31:59),1:13);data2=data(60:130,1:13);%任取第二类数据的35组rbow2=randperm(71);trainsample2=data2(sort(rbow2(:,1:35)),1:13);rbow2(:,36:71)=sort(rbow2(:,36:71));testsample2=data2(rbow2(:,36:71),1:13);data3=data(131:178,1:13);%任取第三类数据的24组rbow3=randperm(48);trainsample3=data3(sort(rbow3(:,1:24)),1:13);rbow3(:,25:48)=sort(rbow3(:,25:48));testsample3=data3(rbow3(:,25:48),1:13);train_sample=cat(1,trainsample1,trainsample2,trainsample3);%包含89组数据的样本集test_sample=cat(1,testsample1,testsample2,testsample3);k=19;%19近邻法newchar=zeros(1,89);sum=0;[i,j]=size(train_sample);%i=89,j=13[u,v]=size(test_sample);%u=89,v=13forx=1:ufory=1:iresult=sqrt((test_sample(x,1)-train_sample(y,1))^2+(test_sample(x,2)-train_sample(y,2))^2+(test_sample(x,3)-train_sample(y,3))^2+(test_sample(x,4)-train_sample(y,4))^2+(test_sample(x,5)-train_sample(y,5))^2+(test_sample(x,6)-train_sample(y,6))^2+(test_sample(x,7)-train_sample(y,7))^2+(test_sample(x,8)-train_sample(y,8))^2+(test_sample(x,9)-train_sample(y,9))^2+(test_sample(x,10)-train_sample(y,10))^2+(test_sample(x,11)-train_sample(y,11))^2+(test_sample(x,12)-train_sample(y,12))^2+(test_sample(x,13)-train_sample(y,13))^2);%欧式距离newchar(1,y)=result;end;[new,Ind]=sort(newchar);class1=0;class2=0;class3=0;forn=1:kifInd(1,n)<=30class1=class1+1;elseifInd(1,n)>30&&Ind(1,n)<=65class2=class2+1;elseclass3=class3+1;endendifclass1>=class2&&class1>=class3m=1;elseifclass2>=class1&&class2>=class3m=2;elseifclass3>=class1&&class3>=class2m=3;endifx<=29disp(sprintf('第%d组数据分类后为第%d类',rbow1(:,30+x),m));elseifx>29&&x<=65disp(sprintf('第%d组数据分类后为第%d类',59+rbow2(:,x+6),m));elseifx>65&&x<=89disp(sprintf('第%d组数据分类后为第%d类',130+rbow3(:,x-41),m));endif(x<=29&&m==1)||(x>29&&x<=65&&m==2)||(x>65&&x<=89&&m==3)sum=sum+1;endenddisp(sprintf('第%d次分类识别率为%4.2f',ii,sum/89));totalsum=totalsum+(sum/89);enddisp(sprintf('10次分类平均识别率为%4.2f',totalsum/10));第2组数据分类后为第1类第4组数据分类后为第1类第5组数据分类后为第3类第6组数据分类后为第1类第8组数据分类后为第1类第10组数据分类后为第1类第11组数据分类后为第1类第14组数据分类后为第1类第16组数据分类后为第1类第19组数据分类后为第1类第20组数据分类后为第3类第21组数据分类后为第3类第22组数据分类后为第3类第26组数据分类后为第3类第27组数据分类后为第1类第28组数据分类后为第1类第30组数据分类后为第1类第33组数据分类后为第1类第36组数据分类后为第1类第37组数据分类后为第1类第43组数据分类后为第1类第44组数据分类后为第3类第45组数据分类后为第1类第46组数据分类后为第1类第49组数据分类后为第1类第52组数据分类后为第1类第54组数据分类后为第1类第56组数据分类后为第1类第57组数据分类后为第1类第60组数据分类后为第2类第61组数据分类后为第3类第63组数据分类后为第3类第65组数据分类后为第2类第66组数据分类后为第3类第67组数据分类后为第2类第71组数据分类后为第1类第72组数据分类后为第2类第74组数据分类后为第1类第76组数据分类后为第2类第77组数据分类后为第2类第79组数据分类后为第3类第81组数据分类后为第2类第82组数据分类后为第3类第83组数据分类后为第