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Clark算法C语言实现：高效寻找数据集中的聚类

2023-10-23 09:40:05 深夜i -- --

Clark算法 C语言实现高效寻找聚类

聚类是数据挖掘中常用的一种技术，它可以揭示数据集中的潜在结构和模式。在聚类过程中，Clark算法是一种高效的方法，它能够快速而准确地寻找数据集中的聚类。

Clark算法的实现是通过C语言来完成的，这是一种强大且广泛使用的编程语言。以下是一个示例代码，展示了如何使用C语言实现Clark算法：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 100  // 数据点数量
#define D 2   // 数据点的维度
#define K 3   // 聚类的数量
typedef struct {
  float x[D];
  int cluster;
} DataPoint;
float distance(DataPoint p1, DataPoint p2) {
  float sum = 0;
  for (int i = 0; i < D; i++) {
    sum += pow(p1.x[i] - p2.x[i], 2);
  }
  return sqrt(sum);
}
void clusterDataPoints(DataPoint data[N], DataPoint centers[K]) {
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    float minDistance = INFINITY;
    int minCluster = -1;
    for (int j = 0; j < K; j++) {
      float d = distance(data[i], centers[j]);
      if (d < minDistance)
        minDistance = d;
        minCluster = j;
      
    }
    data[i].cluster = minCluster;
  }
}
void updateCenters(DataPoint data[N], DataPoint centers[K]) {
  int count[K] = {0};
  float sum[K][D] = {{0}};
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    int c = data[i].cluster;
    count[c]++;
    for (int j = 0; j < D; j++) {
      sum[c][j] += data[i].x[j];
    }
  }
  for (int i = 0; i < K; i++) {
    if (count[i] > 0) {
      for (int j = 0; j < D; j++) {
        centers[i].x[j] = sum[i][j] / count[i];
      }
    }
  }
}
int main() {
  DataPoint data[N];
  DataPoint centers[K];
  // 初始化数据点和聚类中心
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    for (int j = 0; j < D; j++) {
      data[i].x[j] = rand() % 100;
    }
    data[i].cluster = -1;
  }
  for (int i = 0; i < K; i++) {
    for (int j = 0; j < D; j++) {
      centers[i].x[j] = rand() % 100;
    }
  }
  // 迭代运行Clark算法
  for (int iter = 0; iter < 100; iter++) {
    clusterDataPoints(data, centers);
    updateCenters(data, centers);
  }
  // 打印结果
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    printf("Data point (%.2f, %.2f) belongs to cluster %d\n", data[i].x[0], data[i].x[1], data[i].cluster);
  }
  return 0;
}

上述代码首先定义了一个数据结构`DataPoint`，它包含两个成员变量：`x`表示数据点的坐标，`cluster`表示数据点所属的聚类。接下来，我们通过`distance`函数计算两个数据点之间的距离。

在`clusterDataPoints`函数中，我们按照与每个聚类中心的距离将数据点分配到不同的聚类中。每个数据点会被标记为所属的聚类。

在`updateCenters`函数中，我们根据当前的聚类情况来更新每个聚类的中心点。我们计算每个聚类中的数据点的坐标值的和，并将其除以该聚类中数据点的数量来得到新的中心点的坐标值。

在主函数中，我们首先初始化数据点和聚类中心。然后，我们运行100次的迭代，每次迭代都使用`clusterDataPoints`函数将数据点分配到聚类中，并使用`updateCenters`函数来更新聚类中心。最后，我们打印出每个数据点所属的聚类。

通过Clark算法的C语言实现，我们可以在处理大数据集时提供高效的聚类功能。该实现结合了C语言的强大计算能力和Clark算法的高效性，帮助我们快速寻找数据集中的聚类。

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