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在 1000 维的高维特征空间中,使用基于欧氏距离的 KNN 算法或 K-Means 聚类往往效果极差。这种现象被称为“维数灾难”。从数学角度解释,随着维度 d →∞,数据点之间的距离分布会出现什么病态现象?
A. 距离度量不再满足三角不等式。
B. 所有点之间的距离都会趋近于无穷大。
C. 最近邻距离与最远邻距离的比值趋近于 1。
D. 大部分数据点会聚集在空间的中心原点附近。
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维数灾难(Curse of Dimensionality)在距离度量上的体现是“距离集中化”(Distance Concentration)。在高维空间中,任意两个随机采样的点之间的距离都倾向于相等。也就是说,最近的邻居和最远的邻居距离相差无几,即 (Distmax-Distmin)/(Dist_min )→0。这导致基于距离远近来判断相似度(如 KNN)或聚类(如 K-Means)的算法失效,因为已经没有“近”和“远”的区别了。