生成棋盘状数组以进行双聚类分析

生物信息学机器学习领域,双聚类是一种强大的数据分析技术,它旨在发现数据中同时在行和列上相似的子集。为了测试和演示双聚类算法,经常需要生成具有特定结构的合成数据。本文将介绍一个用于生成棋盘状结构数组的函数,该数组可以用于双聚类分析。

函数参数详解

该函数接受多个参数,以控制生成的数组的形状和特性。以下是各参数的详细说明:

val = 10, maxval = 100, shuffle = True, random_state = None

其中:

  • val:棋盘状结构中的最小值,默认为10。
  • maxval:棋盘状结构中的最大值,默认为100。
  • shuffle:是否对生成的样本进行随机打乱,默认为True。
  • random_state:随机数生成器的种子,用于确保结果的可重复性。

生成的数组结构

函数将生成一个具有棋盘状结构的数组,该数组的形状由参数shape定义,通常是一个元组,表示行数和列数。此外,函数还会生成两个指示数组,分别表示行和列的聚类成员资格。

X = ndarray of shape shape rows = ndarray of shape (n_clusters, X.shape[0]) cols = ndarray of shape (n_clusters, X.shape[1])

其中:

  • X:生成的棋盘状数组。
  • rows:行聚类的指示数组。
  • cols:列聚类的指示数组。

函数使用示例

以下是如何使用该函数生成一个300x300的棋盘状数组,并指定10个聚类,同时设置随机种子为42以确保结果的可重复性。

from sklearn.datasets import make_checkerboard data, rows, columns = make_checkerboard(shape=(300, 300), n_clusters=10, ..., random_state=42) print(data.shape) # 输出: (300, 300) print(rows.shape) # 输出: (100, 300) print(columns.shape) # 输出: (100, 300) print(rows[0][:5], columns[0][:5]) # 输出: [False False False True False] [False False False False False]

通过上述代码,可以看到生成的数组具有预期的形状,并且行和列的聚类成员资格指示数组也正确生成。

Kluger, Y., Basri, R., Chang, J. T., & Gerstein, M. (2003). Spectral biclustering of microarray data: coclustering genes and conditions. Genome research, 13(4), 703-716.

以下是一些使用该函数生成的棋盘状数组的示例,展示了双聚类算法的应用。

  • 一个谱双聚类算法的演示
  • 另一个谱双聚类算法的演示
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