二分K均值算法原理及Spark MLlib调用实例(Scala/Java/Python)

二分K均值算法

算法介绍：

二分K均值算法是一种层次聚类算法，使用自顶向下的逼近：所有的观察值开始是一个簇，递归地向下一个层级分裂。分裂依据为选择能最大程度降低聚类代价函数（也就是误差平方和）的簇划分为两个簇。以此进行下去，直到簇的数目等于用户给定的数目k为止。二分K均值常常比传统K均值算法有更快的计算速度，但产生的簇群与传统K均值算法往往也是不同的。
BisectingKMeans是一个Estimator，在基础模型上训练得到BisectingKMeansModel。
参数：

featuresCol:

类型：字符串型。

含义：特征列名。

k:

类型：整数型。

含义：聚类簇数。

maxIter:

类型：整数型。

含义：迭代次数（>=0）。

predictionCol:

类型：字符串型。

含义：预测结果列名。

seed:

类型：长整型。

含义：随机种子。

调用示例：

Scala:

import org.apache.spark.ml.clustering.BisectingKMeans

// Loads data.
val dataset = spark.read.format("libsvm").load("data/mllib/sample_kmeans_data.txt")

// Trains a bisecting k-means model.
val bkm = new BisectingKMeans().setK(2).setSeed(1)
val model = bkm.fit(dataset)

// Evaluate clustering.
val cost = model.computeCost(dataset)
println(s"Within Set Sum of Squared Errors = $cost")

// Shows the result.
println("Cluster Centers: ")
val centers = model.clusterCenters
centers.foreach(println)Java:
import org.apache.spark.ml.clustering.BisectingKMeans;
import org.apache.spark.ml.clustering.BisectingKMeansModel;
import org.apache.spark.ml.linalg.Vector;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;

// Loads data.
Dataset<Row> dataset = spark.read().format("libsvm").load("data/mllib/sample_kmeans_data.txt");

// Trains a bisecting k-means model.
BisectingKMeans bkm = new BisectingKMeans().setK(2).setSeed(1);
BisectingKMeansModel model = bkm.fit(dataset);

// Evaluate clustering.
double cost = model.computeCost(dataset);
System.out.println("Within Set Sum of Squared Errors = " + cost);

// Shows the result.
System.out.println("Cluster Centers: ");
Vector[] centers = model.clusterCenters();
for (Vector center : centers) {
System.out.println(center);
}Python：
from pyspark.ml.clustering import BisectingKMeans

# Loads data.
dataset = spark.read.format("libsvm").load("data/mllib/sample_kmeans_data.txt")

# Trains a bisecting k-means model.
bkm = BisectingKMeans().setK(2).setSeed(1)
model = bkm.fit(dataset)

# Evaluate clustering.
cost = model.computeCost(dataset)
print("Within Set Sum of Squared Errors = " + str(cost))

# Shows the result.
print("Cluster Centers: ")
centers = model.clusterCenters()
for center in centers:
print(center)