FM回归预测 (FmRegressorPredictStreamOp)

Java 类名：com.alibaba.alink.operator.stream.regression.FmRegressorPredictStreamOp

Python 类名：FmRegressorPredictStreamOp

功能介绍

FM即因子分解机（Factor Machine），它的特点是考虑了特征之间的相互作用，是一种非线性模型。该组件使用FM模型解决分类问题。

算法原理

FM模型是线性模型的升级，是在线性表达式后面加入了新的交叉项特征及对应的权值，FM模型的表达式如下所示：

这里我们使用 Adagrad 优化算法求解该模型。算法原理细节可以参考文献[1]。

算法使用

FM算法是推荐领域被验证的效果较好的推荐方案之一，在电商、广告、视频、信息流、游戏的推荐领域有广泛应用。

文献

[1] S. Rendle, “Factorization Machines,” 2010 IEEE International Conference on Data Mining, 2010, pp. 995-1000, doi: 10.1109/ICDM.2010.127.

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
predictionCol	预测结果列名	预测结果列名	String	✓
modelFilePath	模型的文件路径	模型的文件路径	String			null
predictionDetailCol	预测详细信息列名	预测详细信息列名	String
reservedCols	算法保留列名	算法保留列	String[]			null
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
numThreads	组件多线程线程个数	组件多线程线程个数	Integer			1
modelStreamFilePath	模型流的文件路径	模型流的文件路径	String			null
modelStreamScanInterval	扫描模型路径的时间间隔	描模型路径的时间间隔，单位秒	Integer			10
modelStreamStartTime	模型流的起始时间	模型流的起始时间。默认从当前时刻开始读。使用yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fffffffff格式，详见Timestamp.valueOf(String s)	String			null

代码示例

Python 代码

from pyalink.alink import *

import pandas as pd

useLocalEnv(1)

df = pd.DataFrame([
    ["1:1.1 3:2.0", 1.0],
    ["2:2.1 10:3.1", 1.0],
    ["1:1.2 5:3.2", 0.0],
    ["3:1.2 7:4.2", 0.0]])

input = BatchOperator.fromDataframe(df, schemaStr='kv string, label double')
test = StreamOperator.fromDataframe(df, schemaStr='kv string, label double')

fm = FmRegressorTrainBatchOp()\
        .setVectorCol("kv")\
        .setLabelCol("label")

model = input.link(fm)

predictor = FmRegressorPredictStreamOp(model)\
        .setPredictionCol("pred")

predictor.linkFrom(test).print()

StreamOperator.execute()

Java 代码

import org.apache.flink.types.Row;

import com.alibaba.alink.operator.batch.BatchOperator;
import com.alibaba.alink.operator.batch.regression.FmRegressorTrainBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.source.MemSourceBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.stream.StreamOperator;
import com.alibaba.alink.operator.stream.regression.FmRegressorPredictStreamOp;
import com.alibaba.alink.operator.stream.source.MemSourceStreamOp;
import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class FmRegressorPredictStreamOpTest {
	@Test
	public void testFmRegressorPredictStreamOp() throws Exception {
		List <Row> df = Arrays.asList(
			Row.of("1:1.1 3:2.0", 1.0),
			Row.of("2:2.1 10:3.1", 1.0),
			Row.of("1:1.2 5:3.2", 0.0)
		);
		BatchOperator <?> input = new MemSourceBatchOp(df, "kv string, label double");
		StreamOperator <?> test = new MemSourceStreamOp(df, "kv string, label double");
		BatchOperator <?> fm = new FmRegressorTrainBatchOp()
			.setVectorCol("kv")
			.setLabelCol("label");
		BatchOperator <?> model = input.link(fm);
		StreamOperator <?> predictor = new FmRegressorPredictStreamOp(model)
			.setPredictionCol("pred");
		predictor.linkFrom(test).print();
		StreamOperator.execute();
	}
}

运行结果

kv	label	pred
1:1.1 3:2.0	1.0000	0.3900
1:1.2 5:3.2	0.0000	-0.0030
2:2.1 10:3.1	1.0000	0.7205

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