基於Jupyter 完成聚類輸出可視化效果+Excel數據處理輸出分佈餅圖

一、根據計科18大類學生的成績數據（選取兩個特徵：1、平均成績GPA； 2、面向對象程序設計成績），將計科18大類學生分成 3~4個類型。將其可視化顯示出來

from sklearn.cluster import KMeans
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

#讀取用於聚類的數據，並創建數據表
loan_data = pd.read_excel("D:\Study\人工智能與機器學習\data.xls")

#查看數據表
loan_data

	學號	姓名	平均學分績	面向對象程序設計A	排名
0	631807060214	饒雪鋒	89.41	95.00	1
1	631804110127	楊澤來	89.69	79.00	2
2	631810040220	申霄劍	89.62	93.00	3
3	631807060229	吳佳豪	89.21	92.00	4
4	631704141028	姚伯駿	88.82	92.00	5
5	631862020224	肖思瑤	88.23	81.00	6
6	631801150511	劉博涵	88.06	88.06	7
7	631703070312	何俊輝	86.81	86.00	8
8	631807060314	劉俊昊	86.62	90.00	9
9	631807060517	李啓歡	86.26	93.00	10
10	631807060106	陳雨	85.00	76.00	11
11	631807060204	韓溪	84.47	89.00	12
12	631802050326	張金城	84.03	87.00	13
13	631801130235	朱珩瑕	83.29	69.00	15
14	631801151026	顏茁	83.32	91.00	14
15	631807060234	張耀升	83.30	89.00	16
16	631805010310	蔣金杭	83.18	82.00	17
17	631807060425	王秋紅	82.96	83.00	18
18	631807060128	楊欣萌	82.81	85.00	19
19	631807060309	李佳駿	82.53	90.00	20
20	631809160510	雷洋	80.66	89.00	21
21	631807060529	楊晗	82.38	84.00	22
22	631807060501	曹文靜	82.30	90.00	23
23	631801110327	楊九坤	82.01	70.00	24
24	631862020217	汪春節	82.85	71.00	26
25	631807060327	謝惠子	81.75	80.00	25
26	631807060535	朱繼冀	81.85	84.00	27
27	631807060305	傅冰林	81.58	85.00	28
28	631804110409	李培玉	81.66	74.00	29
29	631807060304	戴佳良	81.39	87.00	30
...	...	...	...	...	...
168	631707060523	王渝熙	69.69	72.00	169
169	631807060232	熊釗輝	68.61	68.00	170
170	631807060127	許雯著	70.22	61.00	171
171	631607040319	喻剛橋	69.64	63.00	172
172	631807060510	何渝	69.98	75.00	173
173	631807060509	何瑞	70.14	69.00	174
174	631807060318	譚浩	69.45	71.00	175
175	631707060214	羅英傑	66.41	84.00	176
176	631707060324	肖思睿	68.87	79.00	177
177	631807060201	曹淞	68.84	76.00	178
178	631807060124	吳迪	69.01	65.00	179
179	631707060329	殷夢萍	63.57	79.00	180
180	631807060203	鄧勇	68.77	80.00	181
181	631807060523	潘祥	68.51	73.00	182
182	631707060416	潘茂林	66.26	84.00	183
183	631807060635	左希偉	69.15	55.00	184
184	631707060232	張鑫	63.57	63.57	185
185	631707060323	吳啓立	68.33	71.00	186
186	631807060520	劉旭	65.78	71.00	187
187	631807060614	米廣龍	63.57	56.00	188
188	631707060120	王斌	58.85	60.00	189
189	631807060110	馮鈺程	67.87	78.00	190
190	631707060430	張君耀	65.50	63.00	191
191	631807060219	田小龍	66.79	76.00	192
192	631707060326	辛子軒	57.25	60.00	193
193	631807060120	彭思勝	65.31	65.00	194
194	631707060522	王葒	57.83	72.00	195
195	631807060134	周雄偉	63.35	55.00	196
196	631807060620	田原	61.96	60.00	197
197	631807060628	楊閏	60.77	60.00	198

198 rows × 5 columns

#挑選出前兩個維度作爲x軸和y軸，你也可以選擇其他維度
data = loan_data.values[:,2:4]
x_axis = loan_data.values[:,2]
y_axis = loan_data.values[:,3]

#這裏已經知道了分3類，其他分類這裏的參數需要調試
model = KMeans(n_clusters=3)

#這裏已經知道了分4類，其他分類這裏的參數需要調試
#model = KMeans(n_clusters=4)

#訓練模型
model.fit(data)

KMeans(algorithm='auto', copy_x=True, init='k-means++', max_iter=300,
       n_clusters=3, n_init=10, n_jobs=None, precompute_distances='auto',
       random_state=None, tol=0.0001, verbose=0)

#選取數據，進行預測
prddicted_label= model.predict([[77.67,82]])

#預測全部數據
all_predictions = model.predict(data)

#打印出來數據的聚類散點圖
plt.scatter(x_axis, y_axis, c=all_predictions)
plt.show()

二、根據18級物聯網分流名單，計算物聯1801、物聯1802兩個班的學生的學生類型佔比，輸出物聯18兩個班的學生類型分佈餅圖。

#設置中文顯示
plt.rcParams['font.sans-serif']='SimHei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

loan_data1 = pd.read_excel("D:\Study\人工智能與機器學習\data1.xlsx")

#查看數據表
loan_data1 

	物聯網工程專業分流學生名單	Unnamed: 1	Unnamed: 2	Unnamed: 3	Unnamed: 4	Unnamed: 5	Unnamed: 6
0	序號	學號	姓名	原專業	原班級	新專業	新班級
1	1	631807060113	金孝文	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
2	2	631807060131	張宸君	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
3	3	631807060129	楊耀宇	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
4	4	631807060117	劉文威	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
5	5	631807060112	何耀坤	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
6	6	631807060114	李德坤	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
7	7	631807060124	吳迪	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
8	8	631807060110	馮鈺程	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
9	9	631807060120	彭思勝	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
10	10	631807060134	周雄偉	計算機類	計算機類1801班	物聯網工程	物聯網1801班
11	11	631805010228	袁金華	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
12	12	631807060409	蔣冬東	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
13	13	631807060403	陳高玉	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
14	14	631807060420	石玉鬆	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
15	15	631807060428	伍潘	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
16	16	631807060410	蔣明慶	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
17	17	631807060404	陳浩瀾	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
18	18	631807060412	雷美龍	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
19	19	631807060405	陳金銳	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
20	20	631807060417	聶德名	計算機類	計算機類1804班	物聯網工程	物聯網1801班
21	21	631807060621	汪培豪	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
22	22	631807060615	彭才燦	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
23	23	631807060634	鄭明鏡	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
24	24	631807060630	張寶玉	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
25	25	631807060619	譚百鳴	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
26	26	631807060628	楊閏	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
27	27	631807060614	米廣龍	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
28	28	631707060324	肖思睿	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
29	29	631807060635	左希偉	計算機類	計算機類1806班	物聯網工程	物聯網1801班
...	...	...	...	...	...	...	...
40	5	631807060201	曹淞	計算機類	計算機類1802班	物聯網工程	物聯網1802班
41	6	631807060223	王定文	計算機類	計算機類1802班	物聯網工程	物聯網1802班
42	7	631807060203	鄧勇	計算機類	計算機類1802班	物聯網工程	物聯網1802班
43	8	631707060232	張鑫	計算機類	計算機類1802班	物聯網工程	物聯網1802班
44	9	631807060219	田小龍	計算機類	計算機類1802班	物聯網工程	物聯網1802班
45	10	631807060304	戴佳良	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
46	11	631807060306	高彪	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
47	12	631807060325	吳錕	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
48	13	631807060315	羅清文	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
49	14	631707060326	辛子軒	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
50	15	631807060318	譚浩	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
51	16	631707060329	殷夢萍	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
52	17	631607040319	喻剛橋	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
53	18	631707060323	吳啓立	計算機類	計算機類1803班	物聯網工程	物聯網1802班
54	19	631807060517	李啓歡	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
55	20	631807060524	宋亞東	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
56	21	631807060512	霍承敘	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
57	22	631807060507	範俊成	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
58	23	631807060505	杜遠航	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
59	24	631807060515	況澳傑	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
60	25	631807060509	何瑞	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
61	26	631707060523	王渝熙	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
62	27	631707060506	何亮	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
63	28	631807060510	何渝	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
64	29	631707060214	羅英傑	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
65	30	631807060520	劉旭	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
66	31	631707060120	王斌	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
67	32	631707060416	潘茂林	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
68	33	631807060523	潘祥	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班
69	34	631707060509	黃文傑	計算機類	計算機類1805班	物聯網工程	物聯網1802班

70 rows × 7 columns

#統計物聯網工程班級人數
s1=0
s2=0
for  s in loan_data1.values[:,6]:#從新班級列讀取數據
    if s=='物聯網1801班':
         s1+=1
    elif s=='物聯網1802班':
        s2+=1
        
labels = ['物聯網1801班','物聯網1802班']      
sizes = [s1,s2]
explode = [0,0]
plt.pie(sizes,explode=explode,labels=labels,autopct='%1.1f%%',shadow=True,startangle=90)
plt.title('物聯網工程班級人數分佈圖')
plt.axis('equal')
plt.show()

# #統計物聯18兩個班的學生類型分佈餅圖
s11=0
s21=0
s31=0
s41=0
s51=0
for  s in loan_data.values[:,3]:#從面向對象程序設計A 列讀取數據
    if s>=90:
         s11+=1
    elif 80<=s<90:
        s21+=1
    elif 70<=s<80:
        s31+=1
    elif 60<=s<70:
        s41+=1
    elif s<60:
        s51+=1
        
labels1 = ['優','良','中','差','不及格']      
sizes1 = [s11,s21,s31,s41,s51]
explode1 = [0,0,0,0,0]
plt.pie(sizes1,explode=explode1,labels=labels1,autopct='%1.1f%%',shadow=True,startangle=90)
plt.title('物聯18兩個班的學生類型分佈餅圖')
plt.axis('equal')
plt.show()