🌟 什么是K-Means?

K-Means是一种经典的无监督学习聚类算法,通过迭代将数据划分为K个簇,使同一簇内数据点相似度高,不同簇间差异大。其核心思想是最小化簇内平方误差,常用于客户分群、图像压缩等场景。

✅ 算法步骤简述

  1. 初始化中心点
    随机选择K个初始质心(如使用随机质心法或K-Means++优化)
  2. 分配数据点
    计算每个数据点到K个中心点的距离,将其分配到最近的簇
  3. 更新中心点
    重新计算每个簇的质心(取当前簇所有数据点的均值)
  4. 迭代优化
    重复步骤2-3直到质心不再变化或达到预设迭代次数

📊 K-Means的可视化示例

k_means_algorithm_示意图

⚠️ 常见问题与解决方案

  • 陷入局部最优:尝试多次随机初始化或使用K-Means++
  • 对噪声敏感:预处理数据(如去除异常值)或结合DBSCAN等鲁棒算法
  • 选择K值困难:使用肘部法则(Elbow Method)或轮廓系数(Silhouette Score)

📚 推荐延伸阅读

📌 附:算法公式

目标函数
$$ \min_{{C_k}} \sum_{k=1}^K \sum_{x \in C_k} ||x - \mu_k||^2 $$
其中 $\mu_k$ 为簇 $C_k$ 的质心,$x$ 为数据点。

📌 图片关键词可根据具体场景替换,例如 数据点分布簇形成过程,以增强内容直观性。