Scipy教程 - 距离计算库scipy.spatial.distance
http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/48814183
在scipy.spatial中最重要的模块应该就是距离计算模块distance了。
from scipy import spatial
距离计算
矩阵距离计算函数
矩阵参数每行代表一个观测值,计算结果就是每行之间的metric距离。Distance matrix computation from a collection of raw observation vectors stored in a rectangular array.
向量距离计算函数Distance functions between two vectors u and v
Distance functions between two vectors u and v. Computingdistances over a large collection of vectors is inefficient for thesefunctions. Use pdist for this purpose.
输入的参数应该是向量,也就是维度应该是(n, ),当然也可以是(1, n)它会使用squeeze自动去掉维度为1的维度;但是如果是多维向量,至少有两个维度>1就会出错。
e.g. spatial.distance.correlation(u, v) #计算向量u和v之间的相关系数(pearson correlation coefficient, Centered Cosine)
Note: 如果向量u和v元素数目都只有一个或者某个向量中所有元素相同(分母norm(u - u.mean())为0),那么相关系数当然计算无效,会返回nan。
| braycurtis(u, v) | Computes the Bray-Curtis distance between two 1-D arrays. |
| canberra(u, v) | Computes the Canberra distance between two 1-D arrays. |
| chebyshev(u, v) | Computes the Chebyshev distance. |
| cityblock(u, v) | Computes the City Block (Manhattan) distance. |
| correlation(u, v) | Computes the correlation distance between two 1-D arrays. |
| cosine(u, v) | Computes the Cosine distance between 1-D arrays. |
| dice(u, v) | Computes the Dice dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| euclidean(u, v) | Computes the Euclidean distance between two 1-D arrays. |
| hamming(u, v) | Computes the Hamming distance between two 1-D arrays. |
| jaccard(u, v) | Computes the Jaccard-Needham dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| kulsinski(u, v) | Computes the Kulsinski dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| mahalanobis(u, v, VI) | Computes the Mahalanobis distance between two 1-D arrays. |
| matching(u, v) | Computes the Matching dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| minkowski(u, v, p) | Computes the Minkowski distance between two 1-D arrays. |
| rogerstanimoto(u, v) | Computes the Rogers-Tanimoto dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| russellrao(u, v) | Computes the Russell-Rao dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| seuclidean(u, v, V) | Returns the standardized Euclidean distance between two 1-D arrays. |
| sokalmichener(u, v) | Computes the Sokal-Michener dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| sokalsneath(u, v) | Computes the Sokal-Sneath dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
| sqeuclidean(u, v) | Computes the squared Euclidean distance between two 1-D arrays. |
| wminkowski(u, v, p, w) | Computes the weighted Minkowski distance between two 1-D arrays. |
| yule(u, v) | Computes the Yule dissimilarity between two boolean 1-D arrays. |
[距离和相似度计算 ]
scipy.spatial.distance.pdist(X, metric=’euclidean’, p=2, w=None, V=None, VI=None)
pdist(X[, metric, p, w, V, VI])Pairwise distances between observations in n-dimensional space.观测值(n维)两两之间的距离。Pairwise distances between observations in n-dimensional space.距离值越大,相关度越小。
注意,距离转换成相似度时,由于自己和自己的距离是不会计算的默认为0,所以要先通过dist = spatial.distance.squareform(dist)转换成dense矩阵,再通过1 - dist计算相似度。
metric:
1 距离计算可以使用自己写的函数。Y = pdist(X, f) Computes the distance between all pairs of vectors in Xusing the user supplied 2-arity function f.
如欧式距离计算可以这样:
dm = pdist(X, lambda u, v: np.sqrt(((u-v)**2).sum()))
但是如果scipy库中有相应的距离计算函数的话,就不要使用dm = pdist(X, sokalsneath)这种方式计算,sokalsneath调用的是python自带的函数,会调用c(n, 2)次;而应该使用scipy中的optimized C version,使用dm = pdist(X, 'sokalsneath')。
再如矩阵行之间的所有cause effect值的计算可以这样:
def causal_effect(m):
effect = lambda u, v: u.dot(v) / sum(u) - (1 - u).dot(v) / sum(1 - u)
return spatial.distance.squareform(spatial.distance.pdist(m, metric=effect))
2 这里计算的是两两之间的距离,而不是相似度,如计算cosine距离后要用1-cosine才能得到相似度。从下面的consine计算公式就可以看出。
Y = pdist(X, ’euclidean’) #d=sqrt((x1-x2)^2+(y1-y2)^2+(z1-z2)^2)
Y = pdist(X, ’minkowski’, p)
scipy.spatial.distance.cdist(XA, XB, metric=’euclidean’, p=2, V=None, VI=None, w=None)
cdist(XA, XB[, metric, p, V, VI, w])Computes distance between each pair of the two collections of inputs.
当然XA\XB最简单的形式是一个二维向量(也必须是,否则报错ValueError: XA must be a 2-dimensional array.),计算的就是两个向量之间的metric距离度量。
scipy.spatial.distance.squareform(X, force=’no’, checks=True)
squareform(X[, force, checks])Converts a vector-form distance vector to a square-form distance matrix, and vice-versa.
将向量形式的距离表示转换成dense矩阵形式。Converts a vector-form distance vector to a square-form distance matrix, and vice-versa.
注意:Distance matrix 'X' must be symmetric&diagonal must be zero.
矩阵距离计算示例
示例1
x
array([[0, 2, 3],
[2, 0, 6],
[3, 6, 0]])
y=dis.pdist(x)
Iy
array([ 4.12310563, 5.83095189, 8.54400375])
z=dis.squareform(y)
z
array([[ 0. , 4.12310563, 5.83095189],
[ 4.12310563, 0. , 8.54400375],
[ 5.83095189, 8.54400375, 0. ]])
type(z)
numpy.ndarray
type(y)
numpy.ndarray
示例2
print(sim) print(spatial.distance.cdist(sim[].reshape((, )), sim[].reshape((, )), metric='cosine')) print(spatial.distance.pdist(sim, metric='cosine'))
[[-2.85 -0.45]
[-2.5 1.04]]
[[ 0.14790689]]
[ 0.14790689]
检验距离矩阵有效性Predicates for checking the validity of distance matrices
Predicates for checking the validity of distance matrices, bothcondensed and redundant. Also contained in this module are functionsfor computing the number of observations in a distance matrix.
| is_valid_dm(D[, tol, throw, name, warning]) | Returns True if input array is a valid distance matrix. |
| is_valid_y(y[, warning, throw, name]) | Returns True if the input array is a valid condensed distance matrix. |
| num_obs_dm(d) | Returns the number of original observations that correspond to a square, redundant distance matrix. |
| num_obs_y(Y) | Returns the number of original observations that correspond to a condensed distance matrix. |
from:http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/48814183
ref: Distance computations (scipy.spatial.distance)
Spatial algorithms and data structures (scipy.spatial)
scipy-ref-0.14.0-p933
Scipy教程 - 距离计算库scipy.spatial.distance的更多相关文章
- Scipy 学习第3篇:数字向量的距离计算
计算两个数字向量u和v之间的距离函数 1,欧氏距离(Euclidean distance) 在数学中,欧几里得距离或欧几里得度量是欧几里得空间中两点间"普通"(即直线)距离.使用这 ...
- Scipy教程 - 统计函数库scipy.stats
http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/49515215 统计函数Statistical functions(scipy.stats) Pytho ...
- scipy.spatial.distance.cdist
scipy.spatial.distance.cdist(XA, XB, metric='euclidean', p=2, V=None, VI=None, w=None)[source] Compu ...
- SciPy - 科学计算库(上)
SciPy - 科学计算库(上) 一.实验说明 SciPy 库建立在 Numpy 库之上,提供了大量科学算法,主要包括这些主题: 特殊函数 (scipy.special) 积分 (scipy.inte ...
- SciPy 教程
章节 SciPy 介绍 SciPy 安装 SciPy 基础功能 SciPy 特殊函数 SciPy k均值聚类 SciPy 常量 SciPy fftpack(傅里叶变换) SciPy 积分 SciPy ...
- Linux 64位下一键安装scipy等科学计算环境
Linux 64位下一键安装scipy等科学计算环境 采用scipy.org的各种方法试过了,安装还是失败.找到了一键式安装包Anaconda,基本python要用到的库都齐了,而且还可以选择安装到其 ...
- Windows下安装python的scipy等科学计算包(转)
如果要使用python进行科学计算.数据分析等,一定要安装scipy.seaborn.numpy等等包. 但Windows下安装python的第三方库经常会出现问题.此前,已介绍过Windows下如何 ...
- 相似度与距离计算python代码实现
#定义几种距离计算函数 #更高效的方式为把得分向量化之后使用scipy中定义的distance方法 from math import sqrt def euclidean_dis(rating1, r ...
- 科学计算库Numpy基础&提升(理解+重要函数讲解)
Intro 对于同样的数值计算任务,使用numpy比直接编写python代码实现 优点: 代码更简洁: numpy直接以数组.矩阵为粒度计算并且支持大量的数学函数,而python需要用for循环从底层 ...
随机推荐
- LINUX逻辑卷(LVM)管理与逻辑卷分区
LINUX之逻辑卷管理与逻辑卷扩展 LVM是逻辑卷管理(Logical Volume Manager)的简称,他是建立在物理存储设备之上的一个抽象层,允许你生成逻辑存储卷,和直接使用物理存储在管理上相 ...
- 用CSS让DIV上下左右居中的方法
转载自喜欢JS的无名小站 例如 一个父div(w:100%;h:400px)中有一个子div(w:100px;100px;).让其上下左右居中. 方法一(varticle-align) 理念 利用表格 ...
- Node.js 字符串解码器
稳定性: 3 - 稳定 通过 require('string_decoder') ,可以使用这个模块.字符串解码器(StringDecoder)将缓存(buffer)解码为字符串.这是 buffer. ...
- Node.js 集群
稳定性: 2 - 不稳定 单个 Node 实例运行在一个线程中.为了更好的利用多核系统的能力,可以启动 Node 集群来处理负载. 在集群模块里很容易就能创建一个共享所有服务器接口的进程. var c ...
- Swift中如何化简标准库中冗长的类实例初始化代码
可能有些童鞋并不知道,在Swift中缩写点符号对于任何类型的任何static成员都有效. 我们实际写一个例子看一下: import UIKit class CFoo{ static let share ...
- 协议系列之TCP协议
3.TCP协议 从上一节我们了解了什么是IP协议,以及IP协议的一些特性,利用IP协议传输都是单向的,不可靠的,无连接状态的.正是这些特性,于是便产生了TCP协议.TCP协议属于传输层,在IP协议网络 ...
- Makefile常用函数总结
在Makefile中可以使用函数来处理变量,从而让我们的命令或是规则更为的灵活和具 有智能.make所支持的函数也不算很多,不过已经足够我们的操作了.函数调用后,函 数的返回值可以当做变量来使用. 一 ...
- [struts2学习笔记] 第三节 创建struts 2 HelloWorld所需的六个步骤
本文地址:http://blog.csdn.net/sushengmiyan/article/details/40349201 官方文档:http://struts.apache.org/releas ...
- 集合框架之Collection接口
Collection 层次结构中的根接口.Collection表示一组对象,这些对象也称为 collection 的元素.一些 collection 允许有重复的元素,而另一些则不允许.一些 coll ...
- Effective C++ ——构造/析构/赋值运算符
条款五:了解C++默认编写并调用那些函数 是否存在空的类? 假设定义类为class Empty{}:当C++编译器处理过后会变成如下的形式: class Empty{ Empty(){} ~Empty ...