京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
凝聚层次聚类说明
层次聚类可以分成凝聚(agglomerative,自底向上)和分裂(divisive,自顶向下)两种方法来构建聚类层次,但不管采用那种算法,算法都需要距离的相似性度量来判断对数据究竟是采取合并还是分裂处理。
凝聚层次聚类操作
采用层次聚类,将客户数据集分成不同的组,从github上下载数据:
https://github.com/ywchiu/ml_R_cookbook/tree/master/CH9下载
customer.csv文件
customer = read.csv("d:/R-TT/example/customer.csv")
head(customer,10)
ID Visit.Time Average.Expense Sex Age
1 1 3 5.7 0 10
2 2 5 14.5 0 27
3 3 16 33.5 0 32
4 4 5 15.9 0 30
5 5 16 24.9 0 23
6 6 3 12.0 0 15
7 7 12 28.5 0 33
8 8 14 18.8 0 27
9 9 6 23.8 0 16
10 10 3 5.3 0 11
检查数据集结构:
str(customer)
'data.frame': 60 obs. of 5 variables:
$ ID : int 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...
$ Visit.Time : int 3 5 16 5 16 3 12 14 6 3 ...
$ Average.Expense: num 5.7 14.5 33.5 15.9 24.9 12 28.5 18.8 23.8 5.3 ...
$ Sex : int 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ...
$ Age : int 10 27 32 30 23 15 33 27 16 11 ...
对客户数据进行归一化处理:
数据标准化(归一化)处理是数据挖掘的一项基础工作,不同评价指标往往具有不同的量纲和量纲单位,这样的情况会影响到数据分析的结果,为了消除指标之间的量纲影响,需要进行数据标准化处理,以解决数据指标之间的可比性。原始数据经过数据标准化处理后,各指标处于同一数量级,适合进行综合对比评价。以下是两种常用的归一化方法:
一、min-max标准化(Min-Max Normalization)
也称为离差标准化,是对原始数据的线性变换,使结果值映射到[0 - 1]之间。转换函数如下:

其中max为样本数据的最大值,min为样本数据的最小值。这种方法有个缺陷就是当有新数据加入时,可能导致max和min的变化,需要重新定义。
二、Z-score标准化方法
这种方法给予原始数据的均值(mean)和标准差(standard deviation)进行数据的标准化。经过处理的数据符合标准正态分布,即均值为0,标准差为1,转化函数为:

其中为所有样本数据的均值,为所有样本数据的标准差。
此处采用方法二
customer = scale(customer[,-1])
customer
Visit.Time Average.Expense Sex Age
[1,] -1.20219054 -1.35237652 -1.4566845 -1.23134396
[2,] -0.75693479 -0.30460718 -1.4566845 0.59951732
[3,] 1.69197187 1.95762206 -1.4566845 1.13800594
[4,] -0.75693479 -0.13791661 -1.4566845 0.92261049
[5,] 1.69197187 0.93366567 -1.4566845 0.16872643
[6,] -1.20219054 -0.60226893 -1.4566845 -0.69285535
[7,] 0.80146036 1.36229858 -1.4566845 1.24570366
[8,] 1.24671612 0.20737101 -1.4566845 0.59951732
[9,] -0.53430691 0.80269450 -1.4566845 -0.58515763
[10,] -1.20219054 -1.40000240 -1.4566845 -1.12364624
使用自底向上的聚类方法处理数据集:
hc = hclust(dist(customer,method = "euclidean"),method = "ward.D2")
> hc
Call:
hclust(d = dist(customer, method = "euclidean"), method = "ward.D2")
Cluster method : ward.D2
Distance : euclidean
Number of objects: 60
最后,调用plot函数绘制聚类树图
plot(hc,hang = -0.01,cex =0.7)

使用离差平方和绘制聚类树图
还可以使用最短距离法(single)来生成层次聚类并比较以下两者生成的聚类树图的差异:
hc2 = hclust(dist(customer),method = "single")
plot(hc2,hang = -0.01,cex = 0.7)

使用最短距离法绘制聚类树图
凝聚层次聚类原理
层次聚类是一种通过迭代来尝试建立层次聚类的方法,通常可以采用以下两种方式完成:
凝聚层次聚类
这是一个自底向上的聚类方法。算法开始时,每个观测样例都被划分到单独的簇中,算法计算得出每个簇之间的相似度(距离),并将两个相似度最高的簇合成一个簇,然后反复迭代,直到所有的数据都被划分到一个簇中。
分裂层次聚类
这是一种自顶向下的聚类算法,算法开始时,每个观测样例都被划分同一个簇中,然后算法开始将簇分裂成两个相异度最大的小簇,并反复迭代,直到每个观测值属于单独一个簇。
在执行层次聚类操作之前,我们需要确定两个簇之间的相似度到底有多大,通常我们会使用一些距离计算公式:
最短距离法(single linkage),计算每个簇之间的最短距离:
dist(c1,c2) = min dist(a,b)
最长距离法(complete linkage),计算每个簇中两点之间的最长距离:
dist(c1,c2) = max dist(a,b)
平均距离法(average linkage),计算每个簇中两点之间的平均距离:
最小方差法(ward),计算簇中每个点到合并后的簇中心的距离差的平方和。
调用plot函数绘制聚类图,样例的hang值小于0,因此聚类树将从底部显示标签,并使用cex将坐标轴上的标签字体大小缩小为正常的70%,此外,为了比较最小方差法和最短距离法在层次聚类上的差异,我们还绘制了使用最短距离法得到的聚类树图。
分裂层次聚类
调用diana函数执行分裂层次聚类
library(cluster)
dv = diana(customer,metric = "euclidean")
调用summary函数输出模型特征信
summary(dv)
如果想构建水平聚类树
library(magrittr)
dend = customer %>% dist %>% hclust %>% as.dendrogram
dend %>% plot(horiz = TRUE,main = "Horizontal Dendrogram")

水平聚类树
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
【核心关键词】软件、洞察力、大数据、产品、经验、硬件、流量、创新、决策、数据安全、网络安全、数据分析、决策制定、数据挖 ...
2026-06-18在方案选型、效果复盘、产品评估、供应商筛选等各类业务决策场景中,仅凭单一指标下结论往往会陷入 “以偏概全” 的误区。多维度 ...
2026-06-18 很多数据分析师精通Excel单元格操作,但当被问到“表结构数据的基本处理单位是什么”“字段和记录的本质区别”“为什么表结 ...
2026-06-18在数据分析、用户运营与业务增长的工作体系中,漏斗拆解是最基础也最高频的问题定位方法。很多业务场景下,我们只能看到最终的转 ...
2026-06-17在数据库开发、数据清洗与报表统计场景中,数值类型转换为日期是高频刚需操作。业务系统常以 Unix 时间戳、整型日期(如20240617 ...
2026-06-17 数据分析师八成以上的时间在和数据表格打交道,但许多人拿到Excel后习惯性地先算、先分析,结果回头发现漏了一列关键数据, ...
2026-06-17【核心关键词】数据库、电商、知识、产品、数据产品、监管业务、产品经理、业务系统、用户行为分析、用户分析、数据分析、电商 ...
2026-06-16在 Python 动态类型与面向对象的编程体系中,变量定义与类实例化是构建代码逻辑的两大核心基石。变量是数据存储、传递与运算的基 ...
2026-06-16 很多数据分析师每天与Excel打交道,但当被问到“表格结构数据和表结构数据有什么区别”“数据类型误判会引发哪些分析错误” ...
2026-06-16在 MySQL 查询性能优化体系中,索引是降低查询耗时、提升数据库吞吐的核心手段。其中联合索引与覆盖索引是实际开发中最高频的两 ...
2026-06-15在数据仓库建设与商业智能分析体系中,维度建模是应用最广泛的建模方法论,而事实表与维度表是维度建模的两大核心构件,共同构成 ...
2026-06-15 很多数据分析师能熟练计算指标,但当被问到“这家企业的核心业务目标是什么”“如何把模糊的战略目标拆解为可量化的指标”“ ...
2026-06-15在数据分析、业务监控、运营复盘等场景中,列值趋势计算是核心需求之一。无论是分析销售额的月度增长、用户活跃的变化趋势、库存 ...
2026-06-12在数字经济深度渗透的当下,消费者的购买行为已从过去的 “被动接受” 转变为 “主动决策”。流量红利消退、获客成本攀升、用户 ...
2026-06-12CDA三级认证是三个级别中的塔尖,全面考察数据战略、团队领导和复杂项目的综合能力。它所对应的《敏捷数据挖掘》教材,不再局限 ...
2026-06-12在游戏产业的商业逻辑中,付费玩家是支撑游戏生存与发展的核心支柱。行业普遍遵循 “二八定律”:20% 的付费玩家贡献了游戏 80% ...
2026-06-11【核心关键词】企业、定位、传统、产品、互联网、可视化、业务侧、数字化、结构化、数据分析、传统制造业、市场状态、发展空间 ...
2026-06-11 解读《CDA二级教材:量化策略分析(2025)》的全景结构与学习逻辑 ” CDA二级认证是企业招聘数据分析师时最常提及的证书门槛 ...
2026-06-11【核心关键词】药企、可视化、营销、分类、数据分析师、销售数据、业务人员、指导方向、分析报告、营销数据、营销医生 【专访摘 ...
2026-06-10在统计学分析、问卷调研、实验验证、业务复盘等场景中,卡方检验与 T 检验是应用最广泛的两类基础假设检验方法。前者专门处理分 ...
2026-06-10