diff --git a/function.py b/function.py index a840fee..4c3364b 100644 --- a/function.py +++ b/function.py @@ -1,107 +1,84 @@ -#function.py -import numpy as np -import os -from collections import Counter +#function id="202210423115" name="李煜锋" -def img_to_vector(filename): +def classify(input_vector, dataSet, labels, k=3): """ - 将二值图像转换为向量。 - - 参数: - - filename (str): 图像文件路径。 - - 返回: - - np.array: 展平的二值图像向量。 + KNN 分类算法。 + + Args: + - input_vector (numpy array): 输入待分类的样本。 + - dataSet (numpy array): 训练数据集。 + - labels (list or numpy array): 训练集对应的标签。 + - k (int): kNN 算法参数,请**自行设置默认值**,评测时仅会使用其默认值,不修改默认值将**无法通过**评测,**成绩为零**。 + + Returns: + - int: 预测的分类标签。 """ - with open(filename, 'r') as file: - lines = file.read().splitlines() - img_vector = np.array([int(pixel) for line in lines for pixel in line]) - return img_vector + """ + 使用欧式距离的 kNN 分类算法。 + """ + # 计算欧式距离 + distances = np.linalg.norm(dataSet - input_vector, axis=1) + + # 获取距离最近的 k 个样本的索引 + k_indices = np.argsort(distances)[:k] + + # 获取最近邻样本的标签 + k_nearest_labels = [labels[i] for i in k_indices] + + # 找出出现次数最多的标签 + most_common = max(set(k_nearest_labels), key=k_nearest_labels.count) + + return most_common + + +# 这里也写自己的代码实现 def load_dataset(directory): """ - 从指定文件夹中加载数据集,将二值图像转换为特征向量并提取标签。 - - 参数: + 从文件夹中加载数据,若不自行正确实现,则无法通过评测,**不记录成绩**。 + + Args: - directory (str): 数据文件夹路径。 - - 返回: - - np.array: 特征数据,每个样本为一行,包含图像的像素值。 - - np.array: 标签数据,每个样本对应的分类标签。 + + Returns: + - np.array: 特征数据。 + - np.array: 标签数据。 """ - feature_list = [] - label_list = [] + features = [] + labels = [] - print(f"正在加载目录: {directory}") - # 遍历目录,加载数据 + # 遍历文件夹中的所有文件 for filename in os.listdir(directory): - if filename.endswith('.txt'): + if filename.endswith(".txt"): # 假设文件是 .txt 格式 filepath = os.path.join(directory, filename) - # 将图像转换为向量 - feature_vector = img_to_vector(filepath) - feature_list.append(feature_vector) - - # 假设标签从文件名中提取,例如 '3_XXXX.txt' + # 假设文件名格式为 "数字_编号.txt" label = int(filename.split('_')[0]) - label_list.append(label) - - # 转换为 numpy 数组 - features = np.array(feature_list) - labels = np.array(label_list) - - return features, labels - -def knn_classify(input_vector, dataSet, labels, k=3): - """ - 使用 kNN 算法对输入样本进行分类。 - - 参数: - - input_vector (numpy array): 输入待分类的样本。 - - dataSet (numpy array): 训练数据集,每一行为一个样本。 - - labels (list or numpy array): 训练集对应的标签。 - - k (int): 选择 k 个最近邻的参数,默认为 3。 - - 返回: - - int: 预测的分类标签。 - """ - # 计算输入样本与训练数据集每个样本的欧氏距离 - distances = np.linalg.norm(dataSet - input_vector, axis=1) - - # 获取按距离排序的索引 - sorted_index = distances.argsort() - - # 取前 k 个最近邻的标签 - top_k_labels = [labels[i] for i in sorted_index[:k]] - - # 统计前 k 个标签中出现频率最高的那个 - label_count = Counter(top_k_labels) - - return label_count.most_common(1)[0][0] - -# 主程序 -if __name__ == '__main__': - # 使用绝对路径替换为你数据集的路径 - train_directory = r'C:\Users\Administrator\Desktop\trainingDigits' - test_directory = r'C:\Users\Administrator\Desktop\testDigits' - - # 加载训练数据 - train_data, train_labels = load_dataset(train_directory) - - # 加载测试数据 - test_data, test_labels = load_dataset(test_directory) - - # 测试 kNN 分类器 - correct_predictions = 0 - - for i in range(len(test_data)): - predicted_label = knn_classify(test_data[i], train_data, train_labels, k=3) - true_label = test_labels[i] - print(f"预测标签: {predicted_label}, 真实标签: {true_label}") - - if predicted_label == true_label: - correct_predictions += 1 - accuracy = correct_predictions / len(test_data) * 100 - print(f"分类准确率: {accuracy:.2f}%") + # 加载文件中的二进制数据并转换为 1D 向量 + image_vector = img_to_vector(filepath) + + features.append(image_vector) + labels.append(label) + + return np.array(features), np.array(labels) + + +# 这里还写自己的代码实现 +def img_to_vector(filename): + """ + 将二值图像转换为向量。 + 该部分应为 load_dataset 函数的辅助子函数,可单独在这里实现,也可直接集成至 load_dataset 函数中。 + + Args: + - filename (str): 图像文件路径。 + + Returns: + - np.array: 二值图像向量。 + """ + with open(filename) as file: + lines = file.readlines() + image_vector = np.array([int(char) for line in lines for char in line.strip()]) + + return image_vector \ No newline at end of file