k 近邻:离谁近就像谁
k 近邻算法的想法很朴素:一个新样本和哪些已知样本离得近,就判断它和它们属于同一类。本演示让学生在平面上观察新点与已知点的距离,改变 k 的取值,看分类结果如何变化。
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实验目的
理解 k 近邻算法按距离投票的思路,认识 k 值对结果的影响。
实验原理
先计算新样本与每个已知样本的距离,平面上常用欧氏距离:d = sqrt((x1-x2)^2 + (y1-y2)^2)。取距离最近的 k 个样本,按少数服从多数确定新样本的类别。k 太小易受噪声影响,k 太大会把较远的样本也算进来,使分类边界变模糊。
实验器材
- 已标注类别的样本点
- 待分类的新样本点
- k 值调节控件
- 邻居与投票结果显示
实验步骤
- 观察平面上不同类别的已知样本点
- 放置或选中一个待分类的新样本点
- 观察距离它最近的 k 个邻居
- 查看各类别的票数和分类结果
- 改变 k 的取值,比较结果有无变化
实验现象与结论
新样本被归入其 k 个最近邻居中占多数的类别。当它位于两类交界处时,改变 k 值可能得出不同结论。结论:k 近邻依赖距离和 k 值,选择合适的 k 才能兼顾抗噪与准确。
常见问题
- k 近邻中的 k 表示什么?
- 表示参与投票的最近邻居的个数,由使用者事先设定。
- k 值是不是越大越好?
- 不是。k 过大会让远处的样本干扰判断,k 过小则容易受个别噪声点影响。
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