python | 實(shí)現(xiàn)多行向量(matrix)兩兩計(jì)算余弦距離、歐幾里德距離

余弦距離與歐幾里德距離都是常用的距離度量方式。

關(guān)于兩個(gè)向量之間求距離的能找到很多的參考材料,這里就不再贅述了。

在項(xiàng)目中用到了兩個(gè)矩陣的多行向量需要計(jì)算兩兩之間的距離,就在這里做一個(gè)分享。

一 余弦距離

  • 直接上代碼啦:
def cosine_distance(matrix1,matrix2):
        matrix1_matrix2 = np.dot(matrix1, matrix2.transpose())
        matrix1_norm = np.sqrt(np.multiply(matrix1, matrix1).sum(axis=1))
        matrix1_norm = matrix1_norm[:, np.newaxis]
        matrix2_norm = np.sqrt(np.multiply(matrix2, matrix2).sum(axis=1))
        matrix2_norm = matrix2_norm[:, np.newaxis]
        cosine_distance = np.divide(matrix1_matrix2, np.dot(matrix1_norm, matrix2_norm.transpose()))
        return cosine_distance
  • 運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證:
    matrix1=np.array([[1,1],[1,2]])
    matrix2=np.array([[2,1],[2,2],[2,3]])
    cosine_dis=cosine_distance(matrix1,matrix2)
    print (cosine_dis)
  • 結(jié)果:


~~
20190307更新
這個(gè)也有封裝好的,只是之前沒有發(fā)現(xiàn)()

from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity

cosine_dis2 = cosine_similarity(matrix1,matrix2)
  • 驗(yàn)證:
from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity

def cosine_distance(matrix1, matrix2):
    matrix1_matrix2 = np.dot(matrix1, matrix2.transpose())
    matrix1_norm = np.sqrt(np.multiply(matrix1, matrix1).sum(axis=1))
    matrix1_norm = matrix1_norm[:, np.newaxis]
    matrix2_norm = np.sqrt(np.multiply(matrix2, matrix2).sum(axis=1))
    matrix2_norm = matrix2_norm[:, np.newaxis]
    cosine_distance = np.divide(matrix1_matrix2, np.dot(matrix1_norm, matrix2_norm.transpose()))
    return cosine_distance

matrix1=np.array([[1,1],[1,2]])
matrix2=np.array([[2,1],[2,2],[2,3]])
cosine_dis=cosine_distance(matrix1,matrix2)
print ('cosine_dis:',cosine_dis)

cosine_dis2 = cosine_similarity(matrix1,matrix2)
print('cosine_dis2:',cosine_dis2)
  • 結(jié)果:
[[0.9486833  1.         0.98058068]
 [0.8        0.9486833  0.99227788]]
[[0.9486833  1.         0.98058068]
 [0.8        0.9486833  0.99227788]]

二 歐幾里德距離

  • 代碼:
def EuclideanDistances(A, B):
    BT = B.transpose()
    vecProd = np.dot(A,BT)
    SqA =  A**2
    sumSqA = np.matrix(np.sum(SqA, axis=1))
    sumSqAEx = np.tile(sumSqA.transpose(), (1, vecProd.shape[1]))

    SqB = B**2
    sumSqB = np.sum(SqB, axis=1)
    sumSqBEx = np.tile(sumSqB, (vecProd.shape[0], 1))
    SqED = sumSqBEx + sumSqAEx - 2*vecProd
    SqED[SqED<0]=0.0
    ED = np.sqrt(SqED)
    return ED
  • 運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證:
    matrix1=np.array([[1,1],[1,2]])
    matrix2=np.array([[2,1],[2,2],[2,3]])
    Euclidean_dis=EuclideanDistances(matrix1,matrix2)
    print (Euclidean_dis)
  • 結(jié)果:



20190223更新~~~~~~~~

發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有封裝好的函數(shù)了哈哈哈哈,順便又驗(yàn)證了一下上面的代碼:

    from scipy.spatial.distance import cdist
    dis = cdist(matrix1,matrix2,metric='euclidean')
  • 驗(yàn)證代碼
    matrix1 = np.array([[1, 1], [1, 2]])
    matrix2 = np.array([[2, 1], [2, 2], [2, 3]])
    Euclidean_dis= EuclideanDistances(matrix1, matrix2)
    print(Euclidean_dis)

    from scipy.spatial.distance import cdist
    dis = cdist(matrix1,matrix2,metric='euclidean')
    print(dis)

    print(Euclidean_dis==dis)
  • 結(jié)果:
[[1.         1.41421356 2.23606798]
 [1.41421356 1.         1.41421356]]
[[1.         1.41421356 2.23606798]
 [1.41421356 1.         1.41421356]]
[[ True  True  True]
 [ True  True  True]]

三 參考資料

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