Spark中常用的算法：


3.2.1 分类算法

分类算法属于监督式学习，使用类标签已知的样本建立一个分类函数或分类模型，应用分类模型，能把数据库中的类标签未知的数据进行归类。分类在数据挖掘中是一项重要的任务，目前在商业上应用最多，常见的典型应用场景有流失预测、精确营销、客户获取、个性偏好等。MLlib 目前支持分类算法有：逻辑回归、支持向量机、朴素贝叶斯和决策树。

案例：导入训练数据集，然后在训练集上执行训练算法，最后在所得模型上进行预测并计算训练误差。

import org.apache.spark.SparkContext
 import org.apache.spark.mllib.classification.SVMWithSGD
 import org.apache.spark.mllib.regression.LabeledPoint
  
 // 加载和解析数据文件
 val data = sc.textFile("mllib/data/sample_svm_data.txt")
 val parsedData = data.map { line =>
   val parts = line.split(' ')
   LabeledPoint(parts(0).toDouble, parts.tail.map(x => x.toDouble).toArray)
 }
  
 // 设置迭代次数并进行进行训练
 val numIterations = 20
 val model = SVMWithSGD.train(parsedData, numIterations)
  
 // 统计分类错误的样本比例
 val labelAndPreds = parsedData.map { point =>
 val prediction = model.predict(point.features)
 (point.label, prediction)
 }
 val trainErr = labelAndPreds.filter(r => r._1 != r._2).count.toDouble / parsedData.count
 println("Training Error = " + trainErr)

3.2.2 回归算法

回归算法属于监督式学习，每个个体都有一个与之相关联的实数标签，并且我们希望在给出用于表示这些实体的数值特征后，所预测出的标签值可以尽可能接近实际值。MLlib 目前支持回归算法有：线性回归、岭回归、Lasso和决策树。

案例：导入训练数据集，将其解析为带标签点的RDD，使用 LinearRegressionWithSGD 算法建立一个简单的线性模型来预测标签的值，最后计算均方差来评估预测值与实际值的吻合度。

import org.apache.spark.mllib.regression.LinearRegressionWithSGD
 import org.apache.spark.mllib.regression.LabeledPoint
  
 // 加载和解析数据文件
 val data = sc.textFile("mllib/data/ridge-data/lpsa.data")
 val parsedData = data.map { line =>
   val parts = line.split(',')
   LabeledPoint(parts(0).toDouble, parts(1).split(' ').map(x => x.toDouble).toArray)
 }
  
 //设置迭代次数并进行训练
 val numIterations = 20
 val model = LinearRegressionWithSGD.train(parsedData, numIterations)
  
 // 统计回归错误的样本比例
 val valuesAndPreds = parsedData.map { point =>
 val prediction = model.predict(point.features)
 (point.label, prediction)
 }
 val MSE = valuesAndPreds.map{ case(v, p) => math.pow((v - p), 2)}.reduce(_ + _)/valuesAndPreds.count
 println("training Mean Squared Error = " + MSE)

3.2.3 聚类算法

聚 类算法属于非监督式学习，通常被用于探索性的分析，是根据“物以类聚”的原理，将本身没有类别的样本聚集成不同的组，这样的一组数据对象的集合叫做簇，并 且对每一个这样的簇进行描述的过程。它的目的是使得属于同一簇的样本之间应该彼此相似，而不同簇的样本应该足够不相似，常见的典型应用场景有客户细分、客 户研究、市场细分、价值评估。MLlib 目前支持广泛使用的KMmeans聚类算法。

案例：导入训练数据集，使用 KMeans 对象来将数据聚类到两个类簇当中，所需的类簇个数会被传递到算法中，然后计算集内均方差总和 (WSSSE)，可以通过增加类簇的个数 k 来减小误差。 实际上，最优的类簇数通常是 1，因为这一点通常是WSSSE图中的 “低谷点”。

import org.apache.spark.mllib.clustering.KMeans
  
 // 加载和解析数据文件
 val data = sc.textFile("kmeans_data.txt")
 val parsedData = data.map( _.split(' ').map(_.toDouble))
 // 设置迭代次数、类簇的个数
 val numIterations = 20
 val numClusters = 2
  
 // 进行训练
 val clusters = KMeans.train(parsedData, numClusters, numIterations)
  
 // 统计聚类错误的样本比例
 val WSSSE = clusters.computeCost(parsedData)
 println("Within Set Sum of Squared Errors = " + WSSSE)

3.2.4 协同过滤

协同过滤常被应用于推荐系统，这些技术旨在补充用户-商品关联矩阵中所缺失的部分。MLlib当前支持基于模型的协同过滤，其中用户和商品通过一小组隐语义因子进行表达，并且这些因子也用于预测缺失的元素。

案例：导入训练数据集，数据每一行由一个用户、一个商品和相应的评分组成。假设评分是显性的，使用默认的ALS.train()方法，通过计算预测出的评分的均方差来评估这个推荐模型。

import org.apache.spark.mllib.recommendation.ALS
 import org.apache.spark.mllib.recommendation.Rating
  
 // 加载和解析数据文件
 val data = sc.textFile("mllib/data/als/test.data")
 val ratings = data.map(_.split(',') match {
 case Array(user, item, rate) => Rating(user.toInt, item.toInt, rate.toDouble)
 })
  
 // 设置迭代次数
 val numIterations = 20
 val model = ALS.train(ratings, 1, 20, 0.01)
  
 // 对推荐模型进行评分
 val usersProducts = ratings.map{ case Rating(user, product, rate) => (user, product)}
 val predictions = model.predict(usersProducts).map{
 case Rating(user, product, rate) => ((user, product), rate)
 }
 val ratesAndPreds = ratings.map{
 case Rating(user, product, rate) => ((user, product), rate)
 }.join(predictions)
 val MSE = ratesAndPreds.map{
 case ((user, product), (r1, r2)) => math.pow((r1- r2), 2)
 }.reduce(_ + _)/ratesAndPreds.count
 println("Mean Squared Error = " + MSE)


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