R システムで最小全域木 (Minimum Spannning Tree) の作成（R システム，nnclust，igraph を使用）

Minimum Spannint Tree (MST) を作成してみる．

【関連する外部ページ】

R システムの CRAN の URL: https://cran.r-project.org/

前準備

R システムのインストール

【関連する外部ページ】

R システムの CRAN の URL: https://cran.r-project.org/

Windows での R システムのインストール: 別ページ »で説明
Ubuntu での R システムのインストール: 別ページ »で説明

nnclust パッケージのインストール

R システムで，次のコマンドを実行し，インストールする． vignette で説明を表示．

このとき「Secure CRAN mirrors」のような，ミラーサイトの選択画面が出たときは「Japan」のものを選ぶ．

install.packages("nnclust") 
vignette("nnclust")

この操作でインストールが行われる． R システムのパッケージのインストールについては、必要に応じて「R システムでのパッケージのインストール」のページを参考にしてください．

igraph パッケージのインストール

R システムで，次のコマンドを実行し，インストールする． vignette で説明を表示．

このとき「Secure CRAN mirrors」のような，ミラーサイトの選択画面が出たときは「Japan」のものを選ぶ．

install.packages("igraph") 
vignette("igraph")

MST(Minimum Spannning Tree) を作ってみる（nnclust を使用）

データ {(1,1), (3,4), (4,3)}

X <- matrix( c(1, 3, 4, 1, 4, 3), nrow = 3)
plot(X)
mst <- mst(X)
segments( X[mst$from,1], X[mst$from,2], X[mst$to,1], X[mst$to,2], col="red")

Iris データセットの1列目と2列目

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2] ), ncol=2 )
plot(Y)
mst <- mst(Y)
segments( Y[mst$from,1], Y[mst$from,2], Y[mst$to,1], Y[mst$to,2], col="red")

Iris データセットの1列目と2列目と3列目

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3] ), ncol=3 )
plot(Y)
mst <- mst(Y)
segments( Y[mst$from,1], Y[mst$from,2], Y[mst$to,1], Y[mst$to,2], col="red")

Iris データセットの1列目と2列目と3列目と4列目

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
plot(Y)
mst <- mst(Y)
segments( Y[mst$from,1], Y[mst$from,2], Y[mst$to,1], Y[mst$to,2], col="red")

MST(Minimum Spannning Tree) を用いたクラスタリング

しきい値: 0.1

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
c <- nncluster( scale(Y), threshold=0.1, give.up=1 )
clusterMember(c)
plot(Y, col=clusterMember(c), pch=19 )

しきい値: 0.2

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
c <- nncluster( scale(Y), threshold=0.2, give.up=1 )
clusterMember(c)
plot(Y, col=clusterMember(c), pch=19 )

しきい値: 0.3

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
c <- nncluster( scale(Y), threshold=0.3, give.up=1 )
clusterMember(c)
plot(Y, col=clusterMember(c), pch=19 )

しきい値: 0.4

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
c <- nncluster( scale(Y), threshold=0.4, give.up=1 )
clusterMember(c)
plot(Y, col=clusterMember(c), pch=19 )

しきい値: 0.5

Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
c <- nncluster( scale(Y), threshold=0.5, give.up=1 )
clusterMember(c)
plot(Y, col=clusterMember(c), pch=19 )

MST(Minimum Spannning Tree) を作ってみる（igraph を使用）

install.packages("igraph")
library(igraph)
Y <-  matrix( c(iris[,1], iris[,2], iris[,3], iris[,4] ), ncol=4 )
plot(Y)
G <- graph.adjacency(dist(Y))
mst <- minimum.spanning.tree(G)
lay <- layout.reingold.tilford(G, mode="all")
plot(mst)