由于原始代码较为复杂且涉及版权问题,我们提供一个简化版本的核心函数实现,用于演示如何在MATLAB中实现LEACH聚类算法。
function [cluster_centers, cluster_assignments] = leach_clustering(data, num_clusters, max_iterations)
% LEACH聚类算法实现
% data: 输入数据矩阵,每行是一个样本
% num_clusters: 期望的聚类数目
% max_iterations: 最大迭代次数
num_samples = size(data, 1);
cluster_centers = data(randperm(num_samples, num_clusters), :); % 随机初始化聚类中心
cluster_assignments = zeros(num_samples, 1); % 初始化样本到聚类的映射
energy = inf; % 初始化能量
for iter = 1:max_iterations
% 更新每个样本的聚类赋值
for i = 1:num_samples
distances = sum((data(i, :) - cluster_centers) .^ 2, 2);
[dummy, closest_cluster] = min(distances);
cluster_assignments(i) = closest_cluster;
end
% 更新聚类中心的位置
for j = 1:num_clusters
cluster_indices = (cluster_assignments == j);
if any(cluster_indices)
cluster_centers(j, :) = mean(data(cluster_indices, :), 1);
end
end
% 计算能量
energy_new = sum(distances);
if energy_new < energy
energy = energy_new;
else
% 如果能量增加,则提前终止迭代
break;
end
end
end
这个简化版本的函数实现了LEACH聚类算法的核心步骤,包括初始化聚类中心、迭代更新聚类赋值和聚类中心,并提供了能量计算来检测算法是否提前终止迭代。这个示例展示了如何在MATLAB中实现一个简单的聚类算法,并且可以作为进一步开发和应用聚类算法的起点。