java - EM算法

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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