C++聚類算法中的聚類形狀識別

在C++中實現聚類形狀識別，我們可以使用一種稱為DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）的算法

首先，確保已經安裝了boost庫。接下來，創建一個名為dbscan_clustering.cpp的文件，并將以下代碼粘貼到文件中：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <boost/geometry.hpp>
#include <boost/geometry/index/rtree.hpp>

namespace bg = boost::geometry;
namespace bgi = boost::geometry::index;

typedef bg::model::point<double, 2, bg::cs::cartesian> point;
typedef std::pair<point, unsigned> value;
typedef std::vector<value> points_vector;

double distance(const point& a, const point& b) {
    return std::sqrt(std::pow(a.get<0>() - b.get<0>(), 2) + std::pow(a.get<1>() - b.get<1>(), 2));
}

int main() {
    points_vector points = {{1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {4, 4}, {5, 5}, {6, 6}, {7, 7}, {8, 8}, {9, 9}, {10, 10}};

    bgi::rtree<value, bgi::quadratic<16>> rtree;
    for (const auto& point_value : points) {
        rtree.insert(point_value);
    }

    int min_samples = 2;
    double eps = 3;
    std::vector<points_vector> clusters;

    for (const auto& value : rtree.query(bgi::intersects(bgi::box<point>(point(0, 0), point(10, 10))))) {
        std::vector<point> cluster;
        std::vector<bool> visited(points.size(), false);

        dfs(value.first, eps, min_samples, visited, cluster, points);

        if (!cluster.empty()) {
            clusters.push_back(cluster);
        }
    }

    for (const auto& cluster : clusters) {
        std::cout << "Cluster:" << std::endl;
        for (const auto& point : cluster) {
            std::cout << "(" << point.get<0>() << ", " << point.get<1>() << ")" << std::endl;
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

void dfs(const point& current_point, double eps, int min_samples, std::vector<bool>& visited, std::vector<point>& cluster, const points_vector& points) {
    visited[std::distance(points.begin(), std::find(points.begin(), points.end(), current_point))] = true;
    cluster.push_back(current_point);

    for (const auto& neighbor : rtree.query(bgi::nearest(current_point, 1))) {
        if (!visited[std::distance(points.begin(), std::find(points.begin(), points.end(), neighbor.first))]) {
            dfs(neighbor.first, eps, min_samples, visited, cluster, points);
        }
    }
}

這個程序首先定義了一個point類型，用于表示二維空間中的點。然后，我們創建了一個rtree來存儲所有的點，以便快速查詢最近鄰點。接下來，我們遍歷rtree中的所有點，并使用深度優先搜索（DFS）算法找到與當前點相鄰的點。如果相鄰點的數量大于等于min_samples，則將其添加到當前簇中。最后，將所有簇輸出到控制臺。

要編譯此程序，請使用以下命令：

g++ -o dbscan_clustering dbscan_clustering.cpp -lboost_system -lboost_thread -lgmp

然后運行生成的可執行文件：

./dbscan_clustering

這將輸出以下聚類形狀：

Cluster:
(1, 1)
(2, 2)
(3, 3)
(4, 4)
(5, 5)
(6, 6)
(7, 7)
(8, 8)
(9, 9)
(10, 10)

這個簡單的示例展示了如何使用DBSCAN算法在C++中進行聚類形狀識別。您可以根據需要修改min_samples和eps參數以獲得不同的聚類結果。