K近邻法

Posted 2020-11-03 小白闯

K近邻法（k-NN）是一种分类与回归的算法。

优点：简单，直观

思路：给定一个训练集，对新输入的实例，在训练数据集中找到与该实例最邻近的K个实例。采用“少数服从多数”的方法，寻找实例所在的类。

• K近邻算法：（没有显式的学习过程）

input：训练集 T={(x_i,y_i) |i=1..n}，  实例x。

output：实例x的分类y

步骤：

（1）由距离度量找到T中与x最近的k个点，（k的个数可以由交叉验证确定）

（2）多数表决法，k个点中那个类别的点多，x就被分为哪一类

注意：不同距离度量（具体距离算法在聚类中有详细介绍）所确定的最近邻点会有所不同

• kd树（k近邻实现的线性扫描）

 构造根节点，使根节点对应于k维空间中所包含的实例点的超矩形区域。通过递归的方法，不断对k维空间进行切分成子节点。

构造平衡的kd树：

依次选择坐标进行切分，选择训练的实例点，在选定的坐标轴上的中位数为切分点，向坐标轴做垂线。

• 搜索kd树

优点：省去对大部分数据的搜索，从而减少搜索的计算量

kd树的最近邻搜索算法：

input：已构造的kd树，实例目标点x

output：实例点x的最近邻

步骤：

（1）在kd树中找包含目标点x的叶节点，从根节点出发，地递归的向下访问kd树，若x当前维的坐标小于切分点的坐标，则移动到左侧子节点，反之，移动到右侧子节点。直到子节点为叶节点为止

（2）递归的向上回退