Рассмотрим пример кода для кластеризации данных в банковской сфере с использованием метода K-средних (K-means) в языке программирования Python:
```python
# Импорт необходимых библиотек
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.cluster import KMeans
import matplotlib.pyplot as plt
# Загрузка данных
data = pd.read_csv("bank_data.csv") # Предположим, у нас есть файл с данными о клиентах банка
# Подготовка данных
X = data[['Age', 'Income']] # Выбираем признаки, по которым будем проводить кластеризацию
# Масштабирование данных
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X)
# Определение оптимального числа кластеров
inertia = []
for k in range(1, 10):
kmeans = KMeans(n_clusters=k, random_state=42)
kmeans.fit(X_scaled)
inertia.append(kmeans.inertia_)
# Визуализация графика локтя
plt.plot(range(1, 10), inertia, marker='o')
plt.xlabel('Number of clusters')
plt.ylabel('Inertia')
plt.title('Elbow Method')
plt.show()
# Выбор оптимального числа кластеров
k = 3 # По графику локтя видим, что оптимальное число кластеров равно 3
# Применение метода K-средних
kmeans = KMeans(n_clusters=k, random_state=42)
kmeans.fit(X_scaled)
# Добавление меток кластеров в данные
data['Cluster'] = kmeans.labels_
# Вывод результатов
for cluster in range(k):
cluster_data = data[data['Cluster'] == cluster]
print(f"Cluster {cluster + 1}:\n{cluster_data.describe()}\n")
```
Описание кода:
1. Импортируем необходимые библиотеки, такие как pandas для работы с данными, numpy для математических операций, sklearn для использования алгоритма K-средних и matplotlib для визуализации.
2. Загружаем данные из файла "bank_data.csv". Предполагается, что у нас есть файл с данными о клиентах банка, включающими возраст (Age), доход (Income) и другие признаки.
3. Выбираем признаки (Age и Income) для проведения кластеризации и создаем новый DataFrame X.
4. Масштабируем данные с помощью стандартизации с помощью объекта StandardScaler.
5. Определяем оптимальное число кластеров с помощью метода локтя (Elbow Method) и визуализируем график.
6. Выбираем оптимальное число кластеров (в данном случае равно 3).
7. Применяем метод K-средних с выбранным числом кластеров.
8. Добавляем метки кластеров в исходные данные.
9. Выводим описательную статистику для каждого кластера.
Примечание: В приведенном коде предполагается, что у вас есть файл "bank_data.csv" с соответствующими данными о клиентах банка.
Метод K-средних (K-means) – это один из наиболее популярных алгоритмов кластеризации в машинном обучении. Он используется для разделения набора данных на заданное число кластеров.
Процесс работы метода K-средних выглядит следующим образом:
1. Определение числа кластеров (K): Сначала необходимо определить, сколько кластеров требуется создать. Это может быть заранее известное число или выбор на основе анализа данных и целей задачи.
2. Инициализация центроидов: Центроиды представляют собой точки в пространстве данных, которые инициализируются случайным образом или на основе предварительных оценок. Их количество соответствует числу кластеров K.
3. Присвоение точек к кластерам: Каждая точка данных присваивается к ближайшему центроиду на основе некоторой меры расстояния, чаще всего используется Евклидово расстояние.
4. Пересчет центроидов: После присвоения всех точек кластерам пересчитываются новые центроиды. Это делается путем вычисления среднего значения координат точек в каждом кластере.
