基于Matlab的小学毕业班成绩总评模糊聚类分析

Myth丶恋晨 2024-04-01 09:29 97阅读 0赞

目录  
一、实验目的………………………………………………2  
二、实验环境………………………………………………2  
三、实验内容………………………………………………2  
1、实际问题…………………………………………………2  
2、问题分析…………………………………………………4  
3、实验原理及步骤…………………………………………4  
四、实验结果…………………………………………………6  
五、结果分析…………………………………………………8  
六、程序源码…………………………………………………8  
一、实验目的  
1、应用模糊数学分析实际问题，掌握分析数据的方法。  
2、用模糊聚类方法分析数据，并解决实际问题。  
3、熟悉Matlab程序，编程实现模糊聚类分析。  
二、实验环境  
Matlab7.1  
三、实验内容  
1、实际问题  
小学生毕业班成绩总评中模糊聚类分析方法：根据后屯小学2011年六年（2)班 9月份毕业成绩汇总表，对新毕业的小学生们的毕业成绩评价工作，并据此选出7名优秀毕业生。从应用数学角度来看，评价本质上是一项排名工作。为了是使排名录取更趋科学、合理、可信，我们综合决策过程中的模糊信息，建立模糊数学模型，利用模糊聚类分析方法，根据聚类结果来确定每位学生的排名结果。针对毕业生4科成绩表（如下）建立模型，分析结果。

function F_Jlfx(bzh,cs,X)%定义函数
    X=F_JlSjBzh(bzh,X);%标准化准换
    R=F_JlR(cs,X);%模糊聚类分析建立模糊相似矩阵
    fprintf('得到模糊相似矩阵如下：\n');
    R
    [m,n]=size(R);
    if(m~=n||m==0)return;end
    F_JlDtjl(R);
    function[X]=F_JlSjBzh(cs,X)%定义函数
    if(cs==2)%平移·极差变换
        for(k=1:m)xmin=X(1,k);xmax=X(1,k);
    		for(i=1:n)
                if(xmin>X(i,k))xmin=X(i,k);end
                if(xmax<X(i,k))xmax=X(i,k);end
            end
    		for(i=1:n)X(i,k)=(X(i,k)-xmin)/(xmax-xmin);end
        end
    function[R]=F_JlR(cs,X)%定义函数
    [n,m]=size(X);%获得矩阵的行列数
    cs=8;
    R=[];
    if(cs==3)%相关系数法
    	for(i=1:n)for(j=1:n)xi=0;xj=0;
    		for(k=1:m)xi=xi+X(i,k);xj=xj+X(j,k);end
    		xi=xi/m;xj=xj/m;xis=0;xjs=0;
    		for(k=1:m)xis=xis+(X(i,k)-xi)^2;xjs=xjs+(X(j,k)-xj)^2;end
    		s=sqrt(xis*xjs);R(i,j)=0;
    		for(k=1:m)R(i,j)=R(i,j)+abs((X(i,k)-xi)*(X(j,k)-xj));end
    		R(i,j)=R(i,j)/s;
    end;end
    function F_JIDtjl(R)%定义函数
    %模糊聚类分析动态聚类
    %R模糊相似矩阵
    [m,n]=size(R);%获得矩阵的行列数
    if(m~=n|m==0)return;end
    for(i=1:n)R(i,i)=1;%修正错误
        for(j=i+1:n)
            if(R(i,j)<0)R(i,j)=0;elseif(R(i,j)>1)R(i,j)=1;end
            R(i,j)=round(10000*R(i,j))/10000;%保留四位小数
            R(j,i)=R(i,j);
        end
        js0=0;
        while(1)%求传递闭包
            R1=Max_Min(R,R);
            js0=js0+1;
            if(R1==R)
                break;
            else
                R=R1;
            end
        end
        lmd(1)=1;k=1;
        for(i=1:n)for(j=i+1:n)pd=1;%找出所有不同元素
                for(x=1:k)if(R(i,j)==lmd(x))pd=0;break;end;end
                if(pd)k=k+1;lmd(k)=R(i,j);end
            end;
        end
        for(i=1:k-1)
            for(j=i+1:k)
                if(lmd(i)<lmd(j))%从大到小排序
                    x=lmd(j);
                    lmd(j)=lmd(i);
                    lmd(i)=x;
                end;
            end;
        end
        for(x=1:k)%按lmd（x）分类，分类数为flsz（x），临时用Sz记录元素序号
            js=0;
            flsz(x)=0;
            for(i=1:n)pd=1;
                for(y=1:js)
                    if(Sz(y)==i)
                        pd=0;
                        break;
                    end;
                end
                if(pd)
                    for(j=1:n)
                        if(R(i,j)>=lmd(x))
                            js=js+1;
                            Sz(js)=j;
                        end;
                    end
                    flsz(x)=flsz(x)+1;
                end
            end
        end
        for(i=1:k-1)
            for(j=i+1:k)
                if(flsz(j)==flsz(i))
                    flsz(j)=0;
                end;
            end;
        end
        fl=0;%排除相同的分类
        for(i=1:k)
            if(flsz(i))
                fl=fl+1;
                lmd(fl)=lmd(i);
            end;
        end
        for(i=1:n)
            xhsz(i)=i;
        end
        for(x=1:fl)%获得分类情况：对分类元素进行排序
            js=0;flsz(x)=0;
            for(i=1:n)
                pd=1;
                for(y=1:js)
                    if(Sz(y)==i)
                        pd=0;
                        break;
                    end;
                end
                if(pd)
                    if(js==0)y=0;end
                    for(j=1:n)
                        if(R(i,j)>=lmd(x))js=js+1;Sz(js)=j;
                        end;
                    end
                    flsz(x)=flsz(x)+1;
                    Sz0(flsz(x))=js-y;
                end
            end
            js0=0;
            for(i=1:flsz(x))
                for(j=1:Sz0(i))Sz1(j)=Sz(js0+j);end
                for(j=1:n)for(y=1:Sz0(i))if(xhsz(j)==Sz1(y))js0=js0+1;Sz(js0)=xhsz(j);end;end;end;
            end
            for(i=1:n)xhsz(i)=Sz(i);
            end
        end
        for(x=1:fl)%获得分类情况：每一子类的元素个数
            js=0;flsz(x)=0;
            for(i=1:n)pd=1;
                for(y=1:js)if(Sz(y)==i)pd=0;break;end;end
                if(pd)if(js==0)y=0;end
                    for(j=1:n)if(R(i,j)>=lmd(x))js=js+1;Sz(js)=j;end;end
                    flsz(x)=flsz(x)+1;Sz0(flsz(x))=js-y;
                end
            end
            js0=1;
            for i=1;flsz(x)
                y=1;
                for(j=1:flsz(x))
                    if(Sz(y)==xhsz(js0))
                        flqksz(x,i)=Sz0(j);
                        js0=js0+Sz0(j);
                        break;
                    end
                    y=y+Sz0(j);
                end
            end
        end
    end
    figure('name','动态聚类图','color','w');
    axis('off');
    Kd=30;Gd=40;y=fl*Gd+Gd;lx=80;
    text(24,y+Gd/2,'¦Ë');
    for(i=1:n)
        text(lx-5+i*Kd-0.4*Kd*(xhsz(i)>9),y+Gd/2,int2str(xhsz(i)));
        line([lx+i*Kd,lx+i*Kd],[y,y-Gd]);
        linesz(i)=lx+i*Kd;
    end
    text(lx*1.5+i*Kd,y+Gd/2,'分类数');
    y=y-Gd;
    for(x=1:fl)
        text(8,y-Gd/2,num2str(lmd(x)));
        js0=1;js1=0;
        if(x==1)
            for(i=1:flsz(x))
                js1=flqksz(min(i,2),x)-1;
                if(js1) 
                    line([linesz(min(max(js0,1),9)),linesz(min(9,max(js0+js1,1)))],[y,y]);
                end
                line([(linesz(min(9,max(js0+js1,1)))+linesz(min(9,max(js0,1))))/2,(linesz(min(9,max(js0+js1,1)))+linesz(min(9,max(js0,1))))/2],[y,y-Gd]);
                linesz(min(9,i))=(linesz(min(9,max(js0+js1,1)))+linesz(min(9,max(js0,1))))/2;
                js0=js0+js1+1;
            end
        else for(i=1:flsz(x))
                js1=js1+flqksz(x,i);
                js2=0;pd=0;
                for(j=1:flsz(x-1))
                    js2=js2+flqksz(j,x-1);
                    if(js2==js1) pd=1;break;end
                end
                if(j~=js0) line([linesz(js0),linesz(j)],[y,y]);end
                line([(linesz(js0)+linesz(j))/2,(linesz(js0)+linesz(j))/2],[y,y-Gd]);
                linesz(i)=(linesz(js0)+linesz(j))/2;
                js0=j+1;
            end;end
        text(2*lx+n*Kd,y-Gd/3,int2str(flsz(x)));
        y=y-Gd;
    end
     
    end

![在这里插入图片描述][593020d0d622497486e8f3ec0592025c.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][2ae647683443400b91e085c25929ece1.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][c8baa71d315343f484a4cc17c74fd925.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][7a9bc9d769dc480b9fc5631882b5e23f.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][e08572c97a0f425fb016d11ebe8efff9.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][78a60671439e4ff68e061af32dc64fdf.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][690cfbce1c5b4008b5f0f72614f3b071.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][62c30a77531e42d09e90b217de076d4c.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][7315b6c4b0c04e99a669622aa7de1aed.png_pic_center]

[593020d0d622497486e8f3ec0592025c.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/02fc8beeac794d66a89549ee1e77f791.png
[2ae647683443400b91e085c25929ece1.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/dc0b4729ee2b40cbb101b5c7c20e34b8.png
[c8baa71d315343f484a4cc17c74fd925.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/250b9fd8a57b48d6abf9287755c59d7b.png
[7a9bc9d769dc480b9fc5631882b5e23f.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/e9126a00a5bc415091b41c82e8512eda.png
[e08572c97a0f425fb016d11ebe8efff9.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/3b9eba57f27d436c9763bfc17e7f3c9d.png
[78a60671439e4ff68e061af32dc64fdf.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/cf413ff164f94ae98cef437f708f2270.png
[690cfbce1c5b4008b5f0f72614f3b071.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/2ae9fe1b59b449cbb4d3de5d29cae9d8.png
[62c30a77531e42d09e90b217de076d4c.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/229c28f8a1bf456a9126519107f70fed.png
[7315b6c4b0c04e99a669622aa7de1aed.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/80896a076c0e4eb69a1c40a2c883ed1a.png