利用KNN分类器对sklearn内置的make_blobs数据集进行分类

简介：
本项目运用K-近邻（KNN）算法对sklearn库中的make_blobs合成数据集进行了分类实验，展示了KNN模型在聚类分析中的应用。 在机器学习领域，K-近邻算法（K-Nearest Neighbors, KNN）是一种简单而有效的非参数监督学习方法。本示例中，我们利用Python的scikit-learn库来实现KNN分类器，并使用`make_blobs`函数生成的数据集进行演示。 首先导入所需的库：`matplotlib.pyplot`用于数据可视化；通过调用`sklearn.datasets.make_blobs()`生成多类别、球形分布样本。这里设置200个样本，两类别的中心点，并利用固定随机种子（random_state=8）确保每次运行代码时生成相同的数据集。 接下来是绘制散点图以展示数据的可视化步骤：通过设定`centers=2`和`n_samples=200`来创建具有两个类别的二维数据。我们使用颜色区分不同的类别，便于观察样本分布情况。 然后构建KNN分类器，并对其进行训练。为了直观地显示模型如何将新点分配到不同区域中去，我们在网格上进行预测操作以生成整个空间的类别结果图。这一步骤包括创建一个用于绘制决策边界的二维坐标网格，并使用`predict()`函数对这些点进行分类。 最后是用KNN算法来预测新的未见过的数据样本（例如[6.75, 4.82]）属于哪一类，这一过程基于该新数据点周围最近的邻居类别决定。值得注意的是，默认情况下scikit-learn库中的`KNeighborsClassifier()`使用的k值为3。 总结而言，这个例子展示了如何使用Python和scikit-learn实现并应用一个基本的KNN分类器模型：包括生成训练集、训练模型、展示决策边界以及预测新数据点的过程。尽管KNN算法简单直接，在许多应用场景中表现出良好的性能。然而它也存在一些局限性，比如对于大规模的数据处理效率较低，并且选择合适的邻居数目k值对结果影响很大。 该方法的核心思想是“近朱者赤，近墨者黑”，即样本的类别由其最近邻决定。这使得KNN算法在许多分类问题上成为了一个强有力的工具，尽管它需要克服计算复杂度高等挑战。