python实现kNN算法识别手写体数字的代码实例

from PIL import Image
'''将图片转换成文档，使用0，1分别替代空白和数字'''
pic = Image.open('/Users/wangxingfan/Desktop/1.png')
path = open('/Users/wangxingfan/Desktop/1.txt','a')
width = pic.size[0]
height = pic.size[1]
for i in range(0,width):
 for j in range(0,height):
  c_RGB = pic.getpixel((i,j))#获取该像素所对应的RGB值
  if c_RGB[0]+c_RGB[1]+c_RGB[2]>0:#白色
   path.write('0')
  elif c_RGB[0]+c_RGB[1]+c_RGB[2]==0:#黑色
   path.write('1')
  else:
   pass
 path.write('\n')
path.close()

#！／user/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
from os import listdir#获取文件目录下所有文件
'''
from PIL import Image
#将图片转换成文档，使用0，1分别替代空白和数字
pic = Image.open('/Users/wangxingfan/Desktop/1.png')
path = open('/Users/wangxingfan/Desktop/1.txt','a')
width = pic.size[0]
height = pic.size[1]
for i in range(0,width):
 for j in range(0,height):
  c_RGB = pic.getpixel((i,j))#获取该像素所对应的RGB值
  if c_RGB[0]+c_RGB[1]+c_RGB[2]>0:#白色
   path.write('0')
  elif c_RGB[0]+c_RGB[1]+c_RGB[2]==0:#黑色
   path.write('1')
  else:
   pass
 path.write('\n')
path.close()
'''
import numpy as np
import operator as opt

def kNN(dataSet, labels, testData, k):
 '''首先明确列表不能想加减，dataSet是数组形式，而对于下面的test函数，testData只是一列，相当于列表，所以在进行加减时，需要将其转换为数组，我们使用np下的tile函数来实现'''
 testDatasize = dataSet.shape[0]#获取dataSet的总行数
 dataSet = dataSet.astype('float64')#不进行转换则报错
 testData1 = np.tile(testData,(testDatasize,1))#使用tile函数返回多个重复构成的数组
 testData1 = testData1.astype('float64')
 distSquareMat = (dataSet - testData1) ** 2 # 计算差值的平方
 distSquareSums = distSquareMat.sum(axis=1) # 求每一行的差值平方和，axis=0则按列计算
 distances = distSquareSums ** 0.5 # 开根号，得出每个样本到测试点的距离
 sortedIndices = distances.argsort() # 排序，得到排序后的下标
 indices = sortedIndices[:k] # 取最小的k个
 labelCount = {} # 存储每个label的出现次数，出现次数最多的就是我们要选择的类别
 for i in indices:
  label = labels[i]
  labelCount[label] = labelCount.get(label, 0) + 1 # 次数加一，使用字典的get方法，第一次出现时默认值是0
 sortedCount = sorted(labelCount.items(), key=opt.itemgetter(1), reverse=True) # 对label出现的次数从大到小进行排序
 return sortedCount[0][0] # 返回出现次数最大的label

#定义函数读取某个文件，返回该文件组成的数组
def file_data(fname):
 arr = []
 path = open(fname)
 for i in range(0,32):
  line = path.readline()
  for j in range(0,32):
   arr.append(line[j])
 return arr

#建立训练数据集
def train_data():
 lables = []
 file_list = listdir('/学习/视频课程/源码/第7周/testandtraindata/traindata/')
 trainarr = np.zeros((len(file_list),1024))
 for i in range(0,len(file_list)):
  file = '/学习/视频课程/源码/第7周/testandtraindata/traindata/'+file_list[i]
  lables.append(file_list[i].split('_')[0])#获取对应的文件类别
  trainarr[i,:] = file_data(file)#取所有列的第一个数据
 return trainarr,lables

#测试函数
def test():
 j = 0
 k = 0
 trainarr,lables = train_data()
 testdata_list = listdir('/学习/视频课程/源码/第7周/testandtraindata/testdata/')
 for i in range(0,len(testdata_list)):#逐个去测试
  testfile = '/学习/视频课程/源码/第7周/testandtraindata/testdata/'+testdata_list[i]
  testdata1 = file_data(testfile)
  result = kNN(trainarr,lables,testdata1,k=3)
  print(result+',real_number:'+testdata_list[i].split('_')[0])
  if result == testdata_list[i].split('_')[0]:
   j +=1
  else:
   k +=1

 print('辨识成功率：'+j/(k+j))

test()

p = np.array([0,0,0])
np.tile(p,(3,1))#表示columns方向重复三次，index方向不变
Out[12]: 
array([[0, 0, 0],
  [0, 0, 0],
  [0, 0, 0]])
np.tile(p,(1,3))#表示index方向重复三次，行还是一行
Out[13]: array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

a = np.array([[1,1,1],[2,2,2],[3,3,3],[4,4,4]])
a[1,:]
Out[21]: array([2, 2, 2])
a[:,1]#所有行的第二列数据
Out[22]: array([1, 2, 3, 4])