无监督学习是模型在无标签数据中自主发现结构、分组或模式的方法,核心任务包括聚类、降维、异常检测和关联规则挖掘;常用方法有K-Means(需标准化与合理选K)、PCA(线性降维)和DBSCAN(密度聚类,抗噪性强)。

什么是无监督学习
无监督学习是让模型在没有标签的数据中自己找结构、分组或模式。它不依赖“正确答案”,而是从数据本身的分布、距离、密度等特征出发,发现隐藏的规律。常见任务包括聚类、降维、异常检测和关联规则挖掘。
最常用的无监督学习方法
初学者可优先掌握以下三类方法,它们覆盖大多数实际场景:
- K-Means 聚类:把相似样本自动分成 K 组。关键在合理选 K(可用肘部法或轮廓系数评估);注意数据需标准化,否则量纲差异会严重干扰结果。
- 主成分分析(PCA):用于降维和可视化。它通过线性变换找到数据方差最大的方向,保留主要信息的同时压缩维度。适合高维数据预处理或探索性分析。
- DBSCAN:基于密度的聚类,能识别噪声点和任意形状的簇。参数 eps 和 min_samples 需结合领域经验调整,比 K-Means 更鲁棒,也更贴近真实数据分布。
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几行代码就能跑通一个完整流程。以鸢尾花数据集(不使用真实标签)为例:
from sklearn.cluster import KMeansfrom sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.datasets import load_iris
import matplotlib.pyplot as plt
先标准化 → 用 PCA 降到2维便于画图 → KMeans 分3类 → 可视化聚类结果。过程中不碰真实类别,纯粹靠数据自身结构做判断。
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实战中容易踩的坑
无监督学习效果高度依赖数据质量和预处理:
- 缺失值未处理或异常值未剔除,会导致聚类中心偏移;
- 混合类型特征(如数值+类别)直接喂给 K-Means 会失效,需先编码或改用 Gower 距离;
- “发现规律”不等于“有意义的规律”,必须结合业务理解验证结果——比如聚出的客户群是否在行为、转化率上真有差异。










