K-均值聚类算法是一种无监督学习算法,用于将样本数据划分为 K 个互不重叠的类别。该算法基于样本之间的距离度量,试图最小化聚类内部的方差,使得同一类别内的样本更加相似,不同类别之间的样本更加不相似。
算法步骤如下:
- 随机选择 K 个初始质心作为聚类中心。
- 计算每个样本与各个聚类中心的距离,并将样本分配到离其最近的聚类中心所属的类别。
- 更新每个聚类的质心,将每个聚类中的样本平均值作为新的聚类中心。
- 重复步骤2和3,直到聚类中心不再变化或达到设定的迭代次数。
K-均值聚类算法的优点包括:
- 简单而易于实现。
- 可以自动发现数据中隐藏的模式。
- 对于大规模数据集有可扩展性。
K-均值聚类算法的缺点包括:
- 对于不同形状、大小和密度的聚类效果不佳,可能会产生偏斜。
- 对于初始化质心的选择较为敏感,初始选择不当可能会导致陷入局部最优解。
- 算法的收敛速度较慢,尤其是在高维数据上。
- 需要预先指定聚类数量 K,对于不确定真实聚类数的数据集,选择合适的 K 值可能具有挑战性。
为了克服 K-均值聚类的一些局限性,还有一些改进的算法,如 K-均值++、K-均值并行化等,可以提高聚类的效果和速度