k-均值聚类算法c语言版

查看文章

k-均值聚类算法c语言版

2009-08-03 13:44

#include #include #define TRUE            1 #define FALSE           0 int N;//数据个数 int K;//集合个数 int * CenterIndex;//初始化质心数组的索引 double * Center;//质心集合 double * CenterCopy;//质心集合副本 double * AllData;//数据集合 double ** Cluster;//簇的集合 int * Top;//集合中元素的个数，也会用作栈处理 //随机生成k个数x(0<=x<=n-1)作为起始的质心集合 void CreateRandomArray(int n, int k,int * center) {     int i=0;     int j=0;        srand( (unsigned)time( NULL ) );     for( i=0;i    {         int a=rand()%n;         //判重         for(j=0;j        {             if(center[j]==a)//重复             {                 break;             }         }         if(j>=i)//如果不重复，加入         {             center[i]=a;         }         else         {             i--;             //如果重复，本次重新随机生成         }     }     } //返回距离最小的质心的序号 int GetIndex(double value,double * center) {     int i=0;     int index=i;//最小的质心序号     double min=fabs(value-center[i]);//距质心最小距离     for(i=0;i    {         if(fabs(value-center[i])        {              index=i;              min=fabs(value-center[i]);         }     }     return index; } //拷贝质心数组到副本 void CopyCenter() {     int i=0;     for(i=0;i    {         CenterCopy[i]=Center[i];     } } //初始化质心，随机生成法 void InitCenter() {     int i=0;     CreateRandomArray(N,K,CenterIndex);//产生随机的K个    for(i=0;i    {         Center[i]=AllData[CenterIndex[i]];//将对应数据赋值给质心数组     }     CopyCenter();//拷贝到质心副本 } //加入一个数据到一个Cluster[index]集合 void AddToCluster(int index,double value) {     Cluster[index][Top[index]++]=value;//这里同进栈操作 } //重新计算簇集合 void UpdateCluster() {        int i=0;     int tindex;     //将所有的集合清空，即将TOP置0     for(i=0;i    {         Top[i]=0;     }     for(i=0;i    {         tindex=GetIndex(AllData[i],Center);//得到与当前数据最小的质心索引         AddToCluster(tindex,AllData[i]);        //加入到相应的集合中     } } //重新计算质心集合，对每一簇集合中的元素加总求平均即可 void UpdateCenter() {     int i=0;     int j=0;     double sum=0;     for(i=0;i    {         sum=0;            //计算簇i的元素和         for(j=0;j         {              sum+=Cluster[i][j];          }         if(Top[i]>0)//如果该簇元素不为空         {            Center[i]=sum/Top[i];//求其平均值         }     } } //判断2数组元素是否相等 int IsEqual(double * center1 ,double * center2) {     int i;     for(i=0;i    {          if(fabs(center1[i]!=center2[i]))          {              return FALSE;          }     }     return TRUE; } //打印聚合结果 void Print() {     int i,j;     printf("-------------------------------------- ");     for(i=0;i    {          printf("第%d组: 质心（%f） ",i,Center[i]);           for(j=0;j          {               printf("%f ",Cluster[i][j]);           }               }     } //初始化聚类的各种数据 void InitData() {     int i=0;     int a;     printf("输入数据个数： ");         scanf("%d",&N);     printf("输入簇个数： ");         scanf("%d",&K);        if(K>N)     {         exit(0);     }     Center=(double *)malloc(sizeof(double)*K);//为质心集合申请空间     CenterIndex=(int *)malloc(sizeof(int)*K);//为质心集合索引申请空间     CenterCopy=(double *)malloc(sizeof(double)*K);//为质心集合副本申请空间     Top=(int *)malloc(sizeof(int)*K);     AllData=(double *)malloc(sizeof(double)*N);//为数据集合申请空间     Cluster=(double **)malloc(sizeof(double *)*K);//为簇集合申请空间     //初始化K个簇集合     for(i=0;i    {         Cluster[i]=(double *)malloc(sizeof(double)*N);         Top[i]=0;     }     printf("输入%d数据： ",N);     for(i=0;i    {         scanf("%d",&(a));         AllData[i]=a;     }     InitCenter();//初始化质心集合          UpdateCluster();//初始化K个簇集合      } /* 算法描述： K均值算法：     给定类的个数K，将N个对象分到K个类中去，     使得类内对象之间的相似性最大，而类之间的相似性最小。 */ main() {     int Flag=1;//迭代标志，若为false,则迭代结束     int i=0;      InitData();//初始化数据           while(Flag)//开始迭代      {          UpdateCluster();//更新各个聚类          UpdateCenter();//更新质心数组          if(IsEqual(Center,CenterCopy))//如果本次迭代与前次的质心聚合相等，即已收敛，结束退出          {              Flag=0;          }          else//否则将质心副本置为本次迭代得到的的质心集合          {              CopyCenter();//将质心副本置为本次迭代得到的的质心集合          }      }      Print();//输出结果      getchar();      getchar();      }