Создайте две матрицы с тремя наблюдениями и тремя переменными.

rng('default') % For reproducibility
X = rand(3,3)
Y = [X(:,1:2) rand(3,1)]

X =

    0.8147    0.9134    0.2785
    0.9058    0.6324    0.5469
    0.1270    0.0975    0.9575


Y =

    0.8147    0.9134    0.9649
    0.9058    0.6324    0.1576
    0.1270    0.0975    0.9706

Первые два столбца X и Y идентичны. Примите тот X(1,1) ismissing.

X(1,1) = NaN

X =

       NaN    0.9134    0.2785
    0.9058    0.6324    0.5469
    0.1270    0.0975    0.9575

Вычислите Расстояние Хемминга.

D1 = pdist2(X,Y,'hamming')

D1 =

       NaN       NaN       NaN
    1.0000    0.3333    1.0000
    1.0000    1.0000    0.3333

Если наблюдение i в X или наблюдение j в Y содержит NaN значения, функциональный pdist2 возвращает NaN для попарного расстояния между i и j. Поэтому D1 (1,1), D1 (1,2) и D1 (1,3) является NaN значения.

Задайте пользовательскую функцию расстояния nanhamdist это игнорирует координаты с NaN значения и вычисляют Расстояние Хемминга. При работе с большим количеством наблюдений можно вычислить расстояние более быстро цикличным выполнением по координатам данных.

function D2 = nanhamdist(XI,XJ)  
%NANHAMDIST Hamming distance ignoring coordinates with NaNs
[m,p] = size(XJ);
nesum = zeros(m,1);
pstar = zeros(m,1);
for q = 1:p
    notnan = ~(isnan(XI(q)) | isnan(XJ(:,q)));
    nesum = nesum + ((XI(q) ~= XJ(:,q)) & notnan);
    pstar = pstar + notnan;
end
D2 = nesum./pstar; 

Вычислите расстояние с nanhamdist путем передачи указателя на функцию как входного параметра pdist2.

D2 = pdist2(X,Y,@nanhamdist)

D2 =

    0.5000    1.0000    1.0000
    1.0000    0.3333    1.0000
    1.0000    1.0000    0.3333

Выполните Кластеризацию k-средних значений

Сгенерируйте обучающий набор данных с помощью трех распределений.

rng('default') % For reproducibility
X = [randn(100,2)*0.75+ones(100,2);
    randn(100,2)*0.5-ones(100,2);
    randn(100,2)*0.75];

Разделите обучающие данные в три кластера при помощи kmeans.

[idx,C] = kmeans(X,3);

Постройте кластеры и кластерные центроиды.

figure
gscatter(X(:,1),X(:,2),idx,'bgm')
hold on
plot(C(:,1),C(:,2),'kx')
legend('Cluster 1','Cluster 2','Cluster 3','Cluster Centroid')

Присвойте новые данные существующим кластерам

Сгенерируйте набор тестовых данных.

Xtest = [randn(10,2)*0.75+ones(10,2);
    randn(10,2)*0.5-ones(10,2);
    randn(10,2)*0.75];

Классифицируйте набор тестовых данных с помощью существующих кластеров. Найдите самый близкий центроид от каждой точки тестовых данных при помощи pdist2.

[~,idx_test] = pdist2(C,Xtest,'euclidean','Smallest',1);

Постройте тестовые данные и пометьте тестовые данные с помощью idx_test при помощи gscatter.

gscatter(Xtest(:,1),Xtest(:,2),idx_test,'bgm','ooo')
legend('Cluster 1','Cluster 2','Cluster 3','Cluster Centroid', ...
    'Data classified to Cluster 1','Data classified to Cluster 2', ...
    'Data classified to Cluster 3')

Сгенерируйте код

Сгенерируйте код С, который присваивает новые данные существующим кластерам. Обратите внимание на то, что генерация кода C/C++ требует MATLAB® Coder™.

Задайте функцию с именем точки входа findNearestCentroid это принимает центроидные положения и новые данные, и затем найдите самый близкий кластер при помощи pdist2.

Добавьте %#codegen директива компилятора (или прагма) к функции точки входа после функциональной подписи, чтобы указать, что вы намереваетесь сгенерировать код для алгоритма MATLAB. Добавление этой директивы дает Анализатору кода MATLAB команду помогать вам диагностировать и зафиксировать нарушения, которые вызвали бы ошибки во время генерации кода.

type findNearestCentroid % Display contents of findNearestCentroid.m

function idx = findNearestCentroid(C,X) %#codegen
[~,idx] = pdist2(C,X,'euclidean','Smallest',1); % Find the nearest centroid

Примечание: Если вы нажимаете кнопку, расположенную в верхнем правом разделе этой страницы, и открываете этот пример в MATLAB®, затем MATLAB® открывает папку в качестве примера. Эта папка включает файл функции точки входа.

Сгенерируйте код при помощи codegen (MATLAB Coder). Поскольку C и C++ являются статически типизированными языками, необходимо определить свойства всех переменных в функции точки входа во время компиляции. Задавать размер типа данных и массива входных параметров findNearestCentroid, передайте выражение MATLAB, которое представляет множество значений определенным размером типа данных и массива при помощи -args опция. Для получения дополнительной информации смотрите, Задают Аргументы Переменного Размера для Генерации кода.

codegen findNearestCentroid -args {C,Xtest}

codegen генерирует MEX-функцию findNearestCentroid_mex с зависимым платформой расширением.

Проверьте сгенерированный код.

myIndx = findNearestCentroid(C,Xtest);
myIndex_mex = findNearestCentroid_mex(C,Xtest);
verifyMEX = isequal(idx_test,myIndx,myIndex_mex)

verifyMEX = logical
   1

isequal возвращает логическую единицу (true), что означает, что все входные параметры равны. Сравнение подтверждает что pdist2 функция, findNearestCentroid функция и MEX-функция возвращают тот же индекс.

Можно также сгенерировать, оптимизировал код CUDA® с помощью GPU Coder™.

cfg = coder.gpuConfig('mex');
codegen -config cfg findNearestCentroid -args {C,Xtest}

Для получения дополнительной информации о генерации кода смотрите Общий Рабочий процесс Генерации кода. Для получения дополнительной информации о Кодере GPU смотрите Начало работы с GPU Coder (GPU Coder) и Поддерживаемые Функции (GPU Coder).