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一、绪论
K近邻法(k-nearest neighbors,KNN)是一种很基本的机器学习方法了，在我们平常的生活中也会不自主的应用。比如，我们判断一个人的人品，只需要观察他来往最密切的几个人的人品好坏就可以得出了。这里就运用了KNN的思想。KNN方法既可以做分类，也可以做回归，这点和决策树算法相同。
KNN做回归和分类的主要区别在于最后做预测时候的决策方式不同。KNN做分类预测时，一般是选择多数表决法(少数服从多数)，即训练集里和预测的样本特征最近的K个样本，预测为里面有最多类别数的类别。而KNN做回归时，一般是选择平均法，即最近的K个样本的样本输出的平均值作为回归预测值。由于两者区别不大，虽然本文主要是讲解KNN的分类方法，但思想对KNN的回归方法也适用。
二、KNN算法三要素
KNN算法我们主要要考虑三个重要的要素，对于固定的训练集，只要这三点确定了，算法的预测方式也就决定了。这三个最终的要素是k值的选取，距离度量的方式和分类决策规则。
对于分类决策规则，一般都是使用前面提到的多数表决法。所以我们重点是关注与k值的选择和距离的度量方式。
对于k值的选择，没有一个固定的经验，一般根据样本的分布，选择一个较小的值，可以通过交叉验证选择一个合适的k值。
选择较小的k值，就相当于用较小的领域中的训练实例进行预测，训练误差会减小，只有与输入实例较近或相似的训练实例才会对预测结果起作用，与此同时带来的问题是泛化误差会增大，换句话说，K值的减小就意味着整体模型变得复杂，容易发生过拟合；
选择较大的k值，就相当于用较大领域中的训练实例进行预测，其优点是可以减少泛化误差，但缺点是训练误差会增大。这时候，与输入实例较远（不相似的）训练实例也会对预测器作用，使预测发生错误，且K值的增大就意味着整体的模型变得简单。
一个极端是k等于样本数m，则完全没有分类，此时无论输入实例是什么，都只是简单的预测它属于在训练实例中最多的类，模型过于简单。
1.对于距离的度量，我们有很多的距离度量方式，但是最常用的是欧式距离，即对于两个n维向量x和y，两者的欧式距离定义为：
大多数情况下，欧式距离可以满足我们的需求，我们不需要再去操心距离的度量。
2.当然我们也可以用他的距离度量方式。比如曼哈顿距离，定义为：
3.更加通用点，比如闵可夫斯基距离(Minkowski Distance)，定义为：
可以看出，欧式距离是闵可夫斯基距离距离在p=2时的特例，而曼哈顿距离是p=1时的特例。
三、算法的实现(这个机器学习中的，只不过我加了自己的注释 看起来方便）
1.对于未知类别属性的数据集中的每个点依次执行以下操作步骤：
(1)计算已知类别数据集中的点(或者特征向量),之间的距离。
(2)按照距离递增次序排列（用argsort()排序，而不用sort()排序，argsort()是返回的是数值对应得索引，sort()返回得是数值直接排序得结果)。
(3)选取与当前点距离最小哦啊的K个点。
(4)确定前K个点所在得类别得出现频率(一般是建立一个字典，按照 {类别：出现得次数} 组合)
(5)返回前K个点出现频率最高得类别作为当前点得预测分类(一般是对保存频率的字典进行排序,用sorted()，具体用法可查官网：http://www.runoob.com/python/python-func-sorted.html）
(回归的话是返回前k个点的平均值，在这之前一般会对特征向量进行预处理，标准化或者归一化）
import numpy as np datas=np.array([[1,2],[3,4],[5,6],[6,7]]) #数据，现在的数据是一个坐标 lavels=[‘A‘,‘A‘,‘B‘,‘C‘] #种类 #K近邻分类 K-表示与当前点距离最小的K个点 def classify(X,Datas,Lavels,K): datasize=Datas.shpae[0] #获取数据的维度 行数 #距离计算 newdatas=np.tile(X,(datasize,1))-Datas #tile()用来就是把数组沿各个方向复制 #第二个参数是方向上的复制的格式 如果是一个数，横向复制，元组的话，第一个数是纵向复制，第二个是横向复制 distance=(newdatas**2).sum(axis=1)**0.05 #对距离进行排序 sortdistances=distances.argsort() #argsort()不是直接对数值进行排序，是对数值大小对应下的索引进行排序 例如[2,3,1]---[2,0,1] #sort()是对数值直接排序的 classCount={} #是对选取出来K个数据类别进行统计 例如{‘A’：2.‘B’：1} for i in range(k): votelavel=Lavels[sortdistances[i]] #根据上面对数值由小到大对应的索引排序从而选择出来对应的类别 classCount[votelavel]=classCount.get(votelavel,0)+1 #字节的理解这样 #classCount[‘A‘]=0 classCount.get(‘A‘)+1 sortclasscount=sorted(classCount.items(),key=lambda k:k[1],reverse=True) #sorted 可以对所有可迭代的对象进行排序操作 reverse=True 降序 return sortclasscount[0][0] #选取降序之后第一个频率出现最大的种类
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原文地址：https://www.cnblogs.com/hum0ro/p/10122187.html
