diff --git a/function.py b/function.py index d7454b6..92dd805 100644 --- a/function.py +++ b/function.py @@ -1,21 +1,20 @@ import numpy as np import os - """ 实验说明: -- 自行编写实现数据加载与kNN的手写数字分类算法。 -- 函数输入: 待分类的样本input_vector, 训练数据集dataSet, 训练集对应的标签labels。 +- 自行编写实现数据加载与 kNN 的手写数字分类算法。 +- 函数输入: 待分类的样本 input_vector, 训练数据集 dataSet, 训练集对应的标签 labels。 - 函数返回: 预测的分类标签。 注意事项: -- 在function.py中实现kNN分类算法。 -- 可以自行导入其他库,需要在requirements.txt添加依赖,若未在requirements.txt中添加使用到的依赖,则无法自动评测,成绩为零。 -- 自动评测脚本仅会加载classify和load_data函数,请勿修改函数名。 +- 在 function.py 中实现 kNN 分类算法。 +- 可以自行导入其他库,需要在 requirements.txt 添加依赖,若未在 requirements.txt 中添加使用到的依赖,则无法自动评测,成绩为零。 +- 自动评测脚本仅会加载 classify 和 load_data 函数,请勿修改函数名。 - 训练集和测试集需手动下载解压,并放入当前目录下。 测评环境: -- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3 - 1231 v3 @ 3.40GHz +- CPU: Intel Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz - OS: Ubuntu 22.04.4 LTS - Python: 3.10.12 - numpy: 2.1.1 @@ -29,43 +28,39 @@ id = "202210423117" name = "程悦" -def classify(input_vector, dataSet, labels, k = 2): +def classify(input_vector, dataSet, labels, k=2): """ - KNN分类算法。 + 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**。 + - 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。 """ dataSet_size = dataSet.shape[0] - # 计算马氏距离 - cov_matrix = np.cov(dataSet.T) - inv_cov_matrix = np.linalg.inv(cov_matrix) + # 计算欧氏距离 diff_mat = np.tile(input_vector, (dataSet_size, 1)) - dataSet - distances = [] - for i in range(dataSet_size): - distance = np.sqrt(np.dot(np.dot(diff_mat[i], inv_cov_matrix), diff_mat[i].T)) - distances.append(distance) - distances = np.array(distances) + sq_diff_mat = diff_mat ** 2 + sq_distances = sq_diff_mat.sum(axis=1) + distances = np.sqrt(sq_distances) # 对距离进行排序 sorted_indices = distances.argsort() class_count = {} for i in range(k): vote_label = labels[sorted_indices[i]] class_count[vote_label] = class_count.get(vote_label, 0) + 1 - sorted_class_count = sorted(class_count.items(), key = lambda x: x[1], reverse = True) + sorted_class_count = sorted(class_count.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) return sorted_class_count[0][0] 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。 + 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。 @@ -114,6 +109,7 @@ def load_dataset(directory): if __name__ == "__main__": + # 以下代码可用于测试,可自行随意修改 train_data, train_labels = load_dataset("trainingDigits") test_data = (