如何调整 kMeans 聚类敏感度？

Question

我有以下数据集：

        node        bc cluster
1    russian  0.457039       1
48       man  0.286875       1
155    woman  0.129939       0
3        bit  0.092721       0
5      write  0.065424       0
98       age  0.064347       0
97     escap  0.062675       0
74      game  0.062606       0

然后我按bc 值执行kMeans 聚类，将节点分成两个不同的组。现在使用下面的代码，我得到了上面的结果（聚类结果在cluster 列中）。

    bc_df = pd.DataFrame({"node": bc_nodes, "bc": bc_values})
    bc_df = bc_df.sort_values("bc", ascending=False)
    km = KMeans(n_clusters=2).fit(bc_df[['bc']])
    bc_df.loc[:,'cluster'] = km.labels_
    print(bc_df.head(8))

这很好，但我希望它的工作方式略有不同，将前 4 个节点选择到第一个集群中，然后将其他节点选择到第二个集群中，因为它们彼此更相似。

我可以对 kMeans 进行一些调整，或者您知道sklearn 中的另一种算法可以做到这一点吗？

Answer 1

只需自己选择阈值。

在得到想要的结果之前，不适合破解算法。

如果您希望前五个术语成为一个集群，那么您可以随意标记它们。不要假装它是一个聚类结果。

Answer 2

看起来您想要的是对一维数据进行聚类。解决这个问题的一种方法是使用 Jenks Natural Breaks（谷歌它以获得它的解释）。

这个函数不是我写的（很多功劳归功于@Frank 的解决方案here）

鉴于您的数据框：

import pandas as pd

df = pd.DataFrame([
['russian',  0.457039],
['man',  0.286875],
['woman',  0.129939],
['bit',  0.092721],
['write',  0.065424],
['age',  0.064347],
['escap',  0.062675],
['game',  0.062606]], columns = ['node','bc'])

带有 Jenks Natural Break 函数的代码：

def get_jenks_breaks(data_list, number_class):
    data_list.sort()
    mat1 = []
    for i in range(len(data_list) + 1):
        temp = []
        for j in range(number_class + 1):
            temp.append(0)
        mat1.append(temp)
    mat2 = []
    for i in range(len(data_list) + 1):
        temp = []
        for j in range(number_class + 1):
            temp.append(0)
        mat2.append(temp)
    for i in range(1, number_class + 1):
        mat1[1][i] = 1
        mat2[1][i] = 0
        for j in range(2, len(data_list) + 1):
            mat2[j][i] = float('inf')
    v = 0.0
    for l in range(2, len(data_list) + 1):
        s1 = 0.0
        s2 = 0.0
        w = 0.0
        for m in range(1, l + 1):
            i3 = l - m + 1
            val = float(data_list[i3 - 1])
            s2 += val * val
            s1 += val
            w += 1
            v = s2 - (s1 * s1) / w
            i4 = i3 - 1
            if i4 != 0:
                for j in range(2, number_class + 1):
                    if mat2[l][j] >= (v + mat2[i4][j - 1]):
                        mat1[l][j] = i3
                        mat2[l][j] = v + mat2[i4][j - 1]
        mat1[l][1] = 1
        mat2[l][1] = v
    k = len(data_list)
    kclass = []
    for i in range(number_class + 1):
        kclass.append(min(data_list))
    kclass[number_class] = float(data_list[len(data_list) - 1])
    count_num = number_class
    while count_num >= 2:  # print "rank = " + str(mat1[k][count_num])
        idx = int((mat1[k][count_num]) - 2)
        # print "val = " + str(data_list[idx])
        kclass[count_num - 1] = data_list[idx]
        k = int((mat1[k][count_num] - 1))
        count_num -= 1
    return kclass






# Get values to find the natural breaks    
x = list(df['bc'])

# Calculate the break values. 
# I want 2 groups, so parameter is 2.
# If you print (get_jenks_breaks(x, 2)), it will give you 3 values: [min, break1, max]
# Obviously if you want more groups, you'll need to adjust this and also adjust the assign_cluster function below.
breaking_point = get_jenks_breaks(x, 2)[1]

# Creating group for the bc column
def assign_cluster(bc):
    if bc < breaking_point:
        return 0
    else:
        return 1

# Apply `assign_cluster` to `df['bc']`    
df['cluster'] = df['bc'].apply(assign_cluster)

输出：

print (df)
      node        bc  cluster
0  russian  0.457039        1
1      man  0.286875        1
2    woman  0.129939        1
3      bit  0.092721        0
4    write  0.065424        0
5      age  0.064347        0
6    escap  0.062675        0
7     game  0.062606        0

Answer 3

前两个值总是与从索引 3 开始的值不同，因为它们低于约 0.152703 的平均值。由于您的问题也可以解释为简单的两类问题，因此您还可以使用 ~0.0790725 的中位数将这两个类分开：

idx = df['bc'] > df['bc'].median()

现在您可以使用此索引来选择您的两个类，它们由中位数分隔：

df[idx]

给予

        node        bc  cluster

  1  russian  0.457039        1
 48      man  0.286875        1
155    woman  0.129939        0
  3      bit  0.092721        0

和

df[~idx]

给予

     node        bc  cluster

 5  write  0.065424        0
98    age  0.064347        0
97  escap  0.062675        0
74   game  0.062606        0