TensorFlow K近邻算法(基于MNIST数据集)

knn的基本原理：

KNN是通过计算不同特征值之间的距离进行分类。

整体的思路是：如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别，则该样本也属于这个类别。K通常是不大于20的整数。KNN算法中，所选择的邻居都是已经正确分类的对象。该方法在分类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类别来决定待分类样本所属的类别。

代码：

import numpy as np
import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
import os
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"

#导入数据
MINIST_data=r'D:\mnist' #数据集存放位置
mnist=input_data.read_data_sets(MINIST_data,one_hot=True)
#设置训练集与测试集的batch大小
Xtr,Ytr=mnist.train.next_batch(5000)
Xte,Yte=mnist.test.next_batch(200)
#构造计算图，使用占位符placeholder函数构造变量xtr,xte，代码如下：
xtr=tf.placeholder("float",[None,784])
xte=tf.placeholder("float",[784])
#求数据之间的距离，并取最小的值
#tf.negative() 计算其负数  tf.abs() 求其绝对值 tf.argmin（）返回矩阵横列或者纵列的最小值的坐标，取决于第二个参数 0为纵列 1为横列
#曼哈顿距离
distance =tf.reduce_sum(tf.abs(tf.add(xtr,tf.negative(xte))),reduction_indices=1)
#欧式距离
#distance = tf.sqrt(tf.reduce_sum(tf.square(tf.add(xtr, tf.negative(xte))), reduction_indices=1))
pred=tf.argmin(distance,0)
#初始化全部变量
init=tf.global_variables_initializer()
#使用tf.Session()创建Session会话对象，会话封装了Tensorflow运行时的状态和控制
sess=tf.Session()
sess.run(init)
#训练模型，并用测试数据预测其准确率
accuracy=0#计算准确率
error=0 #错误个数
for i in range(len(Xte)):
    nn_index=sess.run(pred,feed_dict={xtr:Xtr,xte:Xte[i,:]})
    print("Test", i, "Prediction:", np.argmax(Ytr[nn_index]), "True Class:", np.argmax(Yte[i]))
    if np.argmax(Ytr[nn_index]) == np.argmax(Yte[i]):
        accuracy += 1. / len(Xte)
    else:
        error+=1
print("完成!")
print("准确分类：",len(Xte)-error)
print("错误分类:",error)
print("准确率:",accuracy)

结果：