posts - 183,  comments - 10,  trackbacks - 0
  1 /*
  2 特征向量相似度和距离的计算
  3 
  4 相似度:
  5 ·夹角余弦
  6 ·相关系数
  7 ·Dice
  8 ·Jaccard
  9 
 10 距离
 11 ·明氏距离
 12 ·欧氏距离
 13 ·马氏距离
 14 ·Jffreys & Matusita 距离
 15 ·Mahalanobis 距离,未实现,协方差矩阵
 16 ·Camberra 距离(Lance 距离,Williams 距离)
 17 */
 18 
 19 #include <iostream>
 20 #include <vector>
 21 #include <cassert>
 22 #include <cmath>
 23 using namespace std;
 24 
 25 double dotProduct(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 26 {
 27     assert(v1.size() == v2.size());
 28     double ret = 0.0;
 29     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v1.size(); ++i)
 30     {
 31         ret += v1[i] * v2[i];
 32     }
 33     return ret;
 34 }
 35 
 36 double module(const vector<double>& v)
 37 {
 38     double ret = 0.0;
 39     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i)
 40     {
 41         ret += v[i] * v[i];
 42     }
 43     return sqrt(ret);
 44 }
 45 
 46 // 夹角余弦
 47 double cosine(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 48 {
 49     assert(v1.size() == v2.size());
 50     return dotProduct(v1, v2) / (module(v1) * module(v2));
 51 }
 52 
 53 double mean(const vector<double>& v)
 54 {
 55     assert(v.size() != 0);
 56     double ret = 0.0;
 57     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i)
 58     {
 59         ret += v[i];
 60     }
 61     return ret / v.size();
 62 }
 63 
 64 double cov(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 65 {
 66     assert(v1.size() == v2.size() && v1.size() > 1);
 67     double ret = 0.0;
 68     double v1a = mean(v1), v2a = mean(v2);
 69 
 70     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v1.size(); ++i)
 71     {
 72             ret += (v1[i] - v1a) * (v2[i] - v2a);
 73     }
 74 
 75     return ret / (v1.size() - 1);
 76 }
 77 
 78 // 相关系数
 79 double coefficient(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 80 {
 81     assert(v1.size() == v2.size());
 82     return cov(v1, v2) / sqrt(cov(v1, v1) * cov(v2, v2));
 83 }
 84 
 85 // Dice 系数
 86 double dice(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 87 {
 88     assert(v1.size() == v2.size());
 89     return 2.0 * dotProduct(v1, v2) / (dotProduct(v1, v1) + dotProduct(v2, v2));
 90 }
 91 
 92 // Jaccard 系数
 93 double jaccard(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
 94 {
 95         assert(v1.size() == v2.size());
 96         return dotProduct(v1, v2) / (dotProduct(v1, v2) + dotProduct(v2, v2) - dotProduct(v1, v2));
 97 }
 98 
 99 // Minkowsky 距离
100 double minkowsky(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2, double m)
101 {
102     assert(v1.size() == v2.size());
103     double ret = 0.0;
104     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v1.size(); ++i)
105     {
106             ret += pow(abs(v1[i] - v2[i]), m);
107     }
108     return pow(ret, 1.0 / m);
109 }
110 
111 // Euclidean 距离
112 double euclidean(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
113 {
114     assert(v1.size() == v2.size());
115     return minkowsky(v1, v2, 2.0);
116 }
117 
118 // Manhattan 距离
119 double manhattan(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
120 {
121     assert(v1.size() == v2.size());
122     return minkowsky(v1, v2, 1.0);
123 }
124 
125 // Jffreys & Matusita 距离
126 double jffreysMatusita(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
127 {
128     assert(v1.size() == v2.size());
129     double ret = 0.0;
130     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v1.size(); ++i)
131     {
132         ret += (sqrt(v1[i]) - sqrt(v2[i])) * (sqrt(v1[i]) - sqrt(v2[i]));
133     }
134     return sqrt(ret);
135 }
136 
137 // Mahalanobis 距离
138 double mahalanobis(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
139 {
140     assert(v1.size() == v2.size());
141     return 0.0;
142 }
143 
144 // Camberra 距离(Lance 距离,Williams 距离)
145 double camberra(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
146 {
147     assert(v1.size() == v2.size());
148     double ret = 0.0;
149     for (vector<double>::size_type i = 0; i != v1.size(); ++i)
150     {
151         ret += abs(v1[i] - v2[i]) / abs(v1[i] + v2[i]);
152     }
153     return ret;
154 }
155 
156 int main()
157 {
158     double a[] = {12345};
159     double b[] = {54321};
160     vector<double> v1(a, a + sizeof (a) / sizeof (*a)), v2(b, b + sizeof (b) / sizeof (*b));
161 
162     cout << cosine(v1, v2) << endl;
163     cout << coefficient(v1, v2) << endl;
164     cout << dice(v1, v2) << endl;
165     cout << jaccard(v1, v2) << endl;
166 
167     cout << minkowsky(v1, v2, 5.0<< endl;
168     cout << euclidean(v1, v2) << endl;
169     cout << manhattan(v1, v2) << endl;
170     cout << jffreysMatusita(v1, v2) << endl;
171     cout << mahalanobis(v1, v2) << endl;
172     cout << camberra(v1, v2) << endl;
173 
174     return 0;
175 }
posted on 2012-02-13 15:18 unixfy 阅读(9151) 评论(1)  编辑 收藏 引用

只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理