重新排序矩陣元素，以反映列和行聚類naiive python

Question

我正在尋找一種方法來分別在矩陣行和列上執行聚類，重新排列矩陣中的數據以反映聚類並將它們放在一起。聚類問題很容易解決，樹狀圖創建也很容易解決（例如在this blog或"Programming collective intelligence"中）。但是，如何重新排序數據仍然不清楚。最終，我正在尋找一種使用樸素Python（使用任何「標準」庫（如numpy，matplotlib等），但沒有using R或其他外部工具）創建類似於下圖的圖表。

dendogram http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/moac/currentstudents/peter_cock/r/heatmap/no_scaling.png

澄清

有人問我，我的意思的重新排序。當您首先按照矩陣行對矩陣中的數據進行聚類時，那麼通過其列可以通過兩個樹形圖中的位置來識別每個矩陣單元。如果您對原始矩陣的行和列進行重新排序，使得樹狀圖中彼此靠近的元素在矩陣中彼此靠近，然後生成熱圖，則數據的聚類對於觀察者可能變得明顯（如上圖所示）

Answer 1

查看我的recent answer，部分複製到this related question。

import scipy 
import pylab 
import scipy.cluster.hierarchy as sch 

# Generate features and distance matrix. 
x = scipy.rand(40) 
D = scipy.zeros([40,40]) 
for i in range(40): 
    for j in range(40): 
     D[i,j] = abs(x[i] - x[j]) 

# Compute and plot dendrogram. 
fig = pylab.figure() 
axdendro = fig.add_axes([0.09,0.1,0.2,0.8]) 
Y = sch.linkage(D, method='centroid') 
Z = sch.dendrogram(Y, orientation='right') 
axdendro.set_xticks([]) 
axdendro.set_yticks([]) 

# Plot distance matrix. 
axmatrix = fig.add_axes([0.3,0.1,0.6,0.8]) 
index = Z['leaves'] 
D = D[index,:] 
D = D[:,index] 
im = axmatrix.matshow(D, aspect='auto', origin='lower') 
axmatrix.set_xticks([]) 
axmatrix.set_yticks([]) 

# Plot colorbar. 
axcolor = fig.add_axes([0.91,0.1,0.02,0.8]) 
pylab.colorbar(im, cax=axcolor) 

# Display and save figure. 
fig.show() 
fig.savefig('dendrogram.png') 

Dendrogram and distance matrix http://up.stevetjoa.com/dendrogram.png

Answer 2

我不確定是否完全理解，但看起來您正試圖根據樹狀圖標記的種類重新對數組中的每個軸進行索引。我想這是假定每個分支劃分都有一些比較邏輯。如果是這樣的話，那麼將這項工作（？）：

>>> x_idxs = [(0,1,0,0),(0,1,1,1),(0,1,1),(0,0,1),(1,1,1,1),(0,0,0,0)] 
>>> y_idxs = [(1,1),(0,1),(1,0),(0,0)] 
>>> a = np.random.random((len(x_idxs),len(y_idxs))) 
>>> x_idxs2, xi = zip(*sorted(zip(x_idxs,range(len(x_idxs))))) 
>>> y_idxs2, yi = zip(*sorted(zip(y_idxs,range(len(y_idxs))))) 
>>> a2 = a[xi,:][:,yi] 

x_idxs和y_idxs是樹狀indicies。 a是未排序的矩陣。 xi和yi是您的新行/列陣列標記。 a2是排序矩陣，而x_idxs2和y_idxs2是新的排序樹狀圖標記。這假設當樹形圖被創建時，分支列/行總是比1分支更大/更小。

如果你的y_idxs和x_idxs不是列表，而是numpy數組，那麼你可以用類似的方式使用np.argsort。

Answer 3

我知道這是非常晚的比賽，但我做了基於此頁面上的職位代碼中的繪圖對象。它註冊了PIP，所以安裝，你只需要調用

pip install pydendroheatmap 

這裏簽出該項目的github上頁：https://github.com/themantalope/pydendroheatmap