带约束的线性回归训练 (ConstrainedLinearRegTrainBatchOp)

Java 类名：com.alibaba.alink.operator.batch.finance.ConstrainedLinearRegTrainBatchOp

Python 类名：ConstrainedLinearRegTrainBatchOp

功能介绍

带约束的线性回归是一个回归算法
和线性回归组件一样，带约束的线性回归支持稀疏、稠密两种数据格式
和线性回归组件一样，带约束的线性回归支持带样本权重的训练

参数说明

名称	中文名称	描述	类型	是否必须？	取值范围	默认值
labelCol	标签列名	输入表中的标签列名	String	✓
constOptimMethod	优化方法	求解优化问题时选择的优化方法	String		“SQP”, “Barrier”, “LBFGS”, “Newton”, “ALM”	“SQP”
constraint	约束	约束	String			""
epsilon	收敛阈值	迭代方法的终止判断阈值，默认值为 1.0e-6	Double		x >= 0.0	1.0E-6
featureCols	特征列名数组	特征列名数组，默认全选	String[]		所选列类型为 [BIGDECIMAL, BIGINTEGER, BYTE, DOUBLE, FLOAT, INTEGER, LONG, SHORT]	null
l1	L1 正则化系数	L1 正则化系数，默认为0。	Double		x >= 0.0	0.0
l2	L2 正则化系数	L2 正则化系数，默认为0。	Double		x >= 0.0	0.0
maxIter	最大迭代步数	最大迭代步数，默认为 100	Integer		x >= 1	100
standardization	是否正则化	是否对训练数据做正则化，默认true	Boolean			true
vectorCol	向量列名	向量列对应的列名，默认值是null	String		所选列类型为 [DENSE_VECTOR, SPARSE_VECTOR, STRING, VECTOR]	null
weightCol	权重列名	权重列对应的列名	String		所选列类型为 [BIGDECIMAL, BIGINTEGER, BYTE, DOUBLE, FLOAT, INTEGER, LONG, SHORT]	null
withIntercept	是否有常数项	是否有常数项，默认true	Boolean			true

约束说明

约束有larger than value, larger than feature, less than value, less than feature, equal to feature, scale to feature这六种形式。

约束由ConstraintBetweenFeatures类控制，写完ConstraintBetweenFeatures实例以后存放于FeatureConstraint中。

约束可以通过constraint参数传入，也可以在linkFrom中通过表传入。但推荐直接通过constraint参数传入。

约束以如下格式传入，下面表示约束的意义为：

第2列的上界为7；第1列下界为3；第1列和第6列相等；第3列是第4列的7倍；第4列小于等于第5列；第5列大于等于第6列。

{“featureConstraint”:[],“constraintBetweenFeatures”:{“name”:“constraintBetweenFeatures”,“UP”:2,7.0,“LO”:1,3.0,“=”:[1,6],“%”:[3,4,7.0],“<”:[4,5],“>”:[5,6]}}

如果想通过feature colName的方式来表示约束，则以如下形式：

以下表示的是f1列下界是0,1.814，f1列大于等于f0列。

{“featureConstraint”:[],“constraintBetweenFeatures”:{“name”:“constraintBetweenFeatures”,“UP”:[],“LO”:"f1",0,1.814,“=”:[],“%”:[],“<”:"f0",0,"f1",0,“>”:[]}}

代码示例

Python 代码

from pyalink.alink import *

import pandas as pd

useLocalEnv(1)

df = pd.DataFrame([
    ["1.0 7.0 9.0", 16.8],
    ["1.0 3.0 3.0", 6.7],
    ["1.0 2.0 4.0", 6.9],
    ["1.0 3.0 4.0", 8.0]
])

data = BatchOperator.fromDataframe(df, schemaStr="vec string, label double")

constraint = pd.DataFrame([
        ['{"featureConstraint":[],"constraintBetweenFeatures":{"name":"constraintBetweenFeatures","UP":[],"LO":[],"=":[[1,1.814],[2,0.4]],"%":[],"<":[],">":[[1,2]]},"countZero":null,"elseNullSave":null}']
])
constraintData = BatchOperator.fromDataframe(constraint, schemaStr='data string')

batchOp = ConstrainedLinearRegTrainBatchOp()\
    .setWithIntercept(True)\
    .setVectorCol("vec")\
    .setConstOptimMethod("barrier")\
    .setLabelCol("label")

model = batchOp.linkFrom(data, constraintData)

predict = LinearRegPredictBatchOp()\
    .setPredictionCol("pred")
    
predict.linkFrom(model, data).print()

运行结果

vec	label	pred
1.0 7.0 9.0	16.8	17.15
1.0 3.0 3.0	6.7	8.45
1.0 2.0 4.0	6.9	4.90
1.0 3.0 4.0	8.0	7.90