java - EM算法
2024-05-11 05:02:23
学习吧，总会有厌倦期，EM算法就不自己写了，转帖一个源码，可运行，个人不喜欢算法的图形界面，所以这个算法也没怎么研究，但是可运行。转载的最初链接无从查起，如有侵权，请与我联系，带来不便，敬请谅解。不多啰嗦，直接上源码（个人感觉EM算法的高斯混合模型好难- -、）
1 import java.awt.Dimension;
2 import java.awt.EventQueue;
3 import java.awt.Toolkit;
4 import java.awt.event.ActionEvent;
5 import java.awt.event.ActionListener;
6 import java.util.ArrayList;
7
8 import java.lang.Math;
9 import java.text.DecimalFormat;
10
11 import javax.swing.JButton;
12 import javax.swing.JFrame;
13 import javax.swing.JLabel;
14 import javax.swing.JScrollPane;
15 import javax.swing.JTable;
16 import javax.swing.JTextField;
17
18
19 public class MachineTranslation{
20 private static final long serialVersionUID = 2904270580467455923L;
21 public static void main(String[] args) {
22 EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
23 public void run() {
24 Display frame = new Display();
25 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
26 frame.setVisible(true);
27 }
28 });
29 }
30 }
31
32 class Display extends JFrame {
33 private static final int DEFAULT_WIDTH = 532;
34 private static final int DEFAULT_HEIGHT = 508;
35
36 private JTextField textField_3;
37 private JTextField textField_2;
38 private JTextField textField_1;
39 private static final long serialVersionUID = -2794537679802534502L;
40
41 private JTable table;
42 private JTextField textField;
43 private final JButton emButton;
44
45 public Display() {
46 super();
47 getContentPane().setLayout(null);
48 setSize(DEFAULT_WIDTH,DEFAULT_HEIGHT);
49
50
51 textField = new JTextField("<HHH>,<TTT>,<HHH>,<TTT>");
52 textField.setBounds(61, 42, 237, 33);
53 getContentPane().add(textField);
54
55 emButton = new JButton();
56 emButton.setText("EM");
57 emButton.setBounds(344, 44, 106, 28);
58 getContentPane().add(emButton);
59
60
61 final JLabel wLabel = new JLabel();
62 wLabel.setText("λ");
63 wLabel.setBounds(61, 98, 25, 18);
64 getContentPane().add(wLabel);
65
66 final JLabel p1Label = new JLabel();
67 p1Label.setText("P1");
68 p1Label.setBounds(198, 98, 25, 18);
69 getContentPane().add(p1Label);
70
71 final JLabel p2Label = new JLabel();
72 p2Label.setText("P2");
73 p2Label.setBounds(349, 98, 25, 18);
74 getContentPane().add(p2Label);
75
76 textField_1 = new JTextField();
77 textField_1.setText("0.3");
78 textField_1.setBounds(86, 96, 87, 22);
79 getContentPane().add(textField_1);
80
81 textField_2 = new JTextField();
82 textField_2.setText("0.3");
83 textField_2.setBounds(229, 96, 87, 22);
84 getContentPane().add(textField_2);
85
86 textField_3 = new JTextField();
87 textField_3.setText("0.6");
88 textField_3.setBounds(380, 96, 87, 22);
89 getContentPane().add(textField_3);
90
91 setTitle("掷硬币EM算法之实现");
92
93 Toolkit tk =this.getToolkit();//得到窗口工具条
94 Dimension dm = tk.getScreenSize();
95 this.setLocation((int)(dm.getWidth()-DEFAULT_WIDTH)/2,(int)(dm.getHeight()-DEFAULT_HEIGHT)/2);//显示在屏幕中央
96
97
98 emButton.addActionListener(new ActionListener() {
99 public void actionPerformed(ActionEvent event) {
100 EmAlgorithm em = new EmAlgorithm(textField.getText(),textField_1.getText(),textField_2.getText(),textField_3.getText());
101 em.maximizeExpectation();
102 final JScrollPane scrollPane = new JScrollPane();
103 scrollPane.setBounds(37, 121, 453, 261);
104 getContentPane().add(scrollPane);
105
106 table= new JTable(em.getCells(),em.getColumnNames());
107 scrollPane.setViewportView(table);
108 System.out.println(1E-300-1E-301>0);
109 }
110 });
111 }
112 }
113
114 class EmAlgorithm{
115 private String str;
116 private ArrayList<Sub> sub=new ArrayList<Sub>();
117 private ArrayList<Double> w=new ArrayList<Double>();
118 private ArrayList<Double> P1=new ArrayList<Double>();
119 private ArrayList<Double> P2=new ArrayList<Double>();
120 private ArrayList<ArrayList<Double>> p;
121
122 private Object[][] cells;
123 private String[] columnNames;
124
125 public EmAlgorithm(String str, String str1,String str2, String str3){
126 this.str=str;
127 w.add(Double.parseDouble(str1));
128 P1.add(Double.parseDouble(str2));
129 P2.add(Double.parseDouble(str3));
130
131 textSplit();
132 p=new ArrayList<ArrayList<Double>>();
133 for(int j = 0; j < sub.size(); ++j)
134 p.add(new ArrayList<Double>());
135 System.out.println(p);
136 }
137 public void textSplit(){
138 String[] sList;
139 sList=str.substring(1,str.length()-1).split(">,<");
140
141 for (int i = 0; i < sList.length; i++){
142 sub.add(new Sub(sList[i]));
143 }
144 System.out.println(sub);
145 }
146 public void maximizeExpectation(){
147 int iterate=0;
148 if (!P1.get(P1.size() - 1).equals(P2.get(P2.size() - 1))) {
149 do {
150 iterate++;
151 compute();
152 } while (Math.abs(P1.get(P1.size() - 1) - P1.get(P1.size() - 2)) > 0.0000001);
153 // }while(Math.abs(P1.get(P1.size()-1)-P1.get(P1.size()-2))>1.E-300);
154 }
155 else{
156 iterate=7;
157 for(int i=0;i<iterate;i++){
158 compute();
159 }
160 }
161 cells=new Object[p.get(0).size()][4+sub.size()];
162
163 DecimalFormat df_t=new DecimalFormat("0.0000");
164
165 for(int i=0;i<iterate;i++){
166 cells[i][0]=i;
167 cells[i][1]=df_t.format(w.get(i));
168 cells[i][2]=df_t.format(P1.get(i));
169 cells[i][3]=df_t.format(P2.get(i));
170 for(int j=0;j<sub.size();j++){
171 cells[i][j+4]=df_t.format(p.get(j).get(i));
172 }
173 }
174 columnNames=new String[4+sub.size()];
175 columnNames[0]="Iteration";
176 columnNames[1]="w";
177 columnNames[2]="P1";
178 columnNames[3]="P2";
179 for(int i=0;i<sub.size();i++)
180 columnNames[i+4]="p"+(i+1);
181 }
182 public void compute(){
183 double w=this.w.get(this.w.size()-1);
184 double P1=this.P1.get(this.P1.size()-1);
185 double P2=this.P2.get(this.P2.size()-1);
186 //System.out.println(w+","+P1+","+P2+" "+this.w.size());
187 for (int i = 0; i < sub.size(); i++) {
188 float PP1 = (float) Math.pow(P1, sub.get(i).getH())
189 * (float) Math.pow(1 - P1,sub.get(i).getT());
190 float PP2 = (float) Math.pow(P2, sub.get(i).getH())
191 * (float) Math.pow(1 - P2, sub.get(i).getT());
192 p.get(i).add(w * PP1 / (w * PP1 + (1 - w) * PP2));
193 }
194 double sump=0;
195 double sumP1=0;
196 double sumP2=0;float sumpp=0;
197
198 for(int i=0;i<sub.size();i++){
199 sump+=p.get(i).get(p.get(i).size()-1);
200 sumP1+=(sub.get(i).getH()/3.0)*p.get(i).get(p.get(i).size()-1);
201 sumP2+=(sub.get(i).getH()/3.0)*(1-p.get(i).get(p.get(i).size()-1));
202 sumpp+=(1-p.get(i).get(p.get(i).size()-1));
203 }
204 this.w.add(sump/sub.size());
205 this.P1.add(sumP1/sump);
206 this.P2.add(sumP2/sumpp);
207 }
208 public Object[][] getCells(){
209 return cells;
210 }
211 public String[] getColumnNames(){
212 return columnNames;
213 }
214 }
215 class CountHT{
216 private int hCount=0;
217 private int tCount=0;
218
219 public CountHT(String str){
220 char[] temp=str.toCharArray();
221 for(int j=0;j<temp.length;j++){
222 if(temp[j]=='H'){
223 hCount++;
224 continue;
225 }
226 if(temp[j]=='T'){
227 tCount++;
228 continue;
229 }
230 System.out.println("输入有问题");
231 }
232 }
233 public int getH(){
234 return hCount;
235 }
236 public int getT(){
237 return tCount;
238 }
239 }
240
241 class Sub{
242 private String str;
243 private int hCount;
244 private int tCount;
245
246 public Sub(String str){
247 this.str=str;
248 CountHT countHT=new CountHT(str);
249 hCount=countHT.getH();
250 tCount=countHT.getT();
251 }
252 public String toString(){
253 return str+" "+"hCount="+hCount+" "+"tCount="+tCount;
254 }
255 public int getH(){
256 return hCount;
257 }
258 public int getT(){
259 return tCount;
260 }
261 }转载于:https://www.cnblogs.com/wn19910213/p/3337538.html
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