经过上三篇文章,接下来本文将是此次赛题中的核心内容之一,即特征工程。
| 打卡记录NO.4
划分训练和验证集的原因是为了在线下验证模型参数的好坏,为了完全模拟测试集,我们这里就在训练集中抽取部分用户的所有信息来作为验证集。提前做训练验证集划分的好处就是可以分解制作排序特征时的压力,一次性做整个数据集的排序特征可能时间会比较长。
# all_click_df指的是训练集
# sample_user_nums 采样作为验证集的用户数量
def trn_val_split(all_click_df, sample_user_nums):
all_click = all_click_df
all_user_ids = all_click.user_id.unique()
# replace=True表示可以重复抽样,反之不可以
sample_user_ids = np.random.choice(all_user_ids, size=sample_user_nums, replace=False)
click_val = all_click[all_click['user_id'].isin(sample_user_ids)]
click_trn = all_click[~all_click['user_id'].isin(sample_user_ids)]
# 将验证集中的最后一次点击给抽取出来作为答案
click_val = click_val.sort_values(['user_id', 'click_timestamp'])
val_ans = click_val.groupby('user_id').tail(1)
click_val = click_val.groupby('user_id').apply(lambda x: x[:-1]).reset_index(drop=True)
# 去除val_ans中某些用户只有一个点击数据的情况,如果该用户只有一个点击数据,又被分到ans中,
# 那么训练集中就没有这个用户的点击数据,出现用户冷启动问题,给自己模型验证带来麻烦
val_ans = val_ans[val_ans.user_id.isin(click_val.user_id.unique())] # 保证答案中出现的用户再验证集中还有
click_val = click_val[click_val.user_id.isin(val_ans.user_id.unique())]
return click_trn, click_val, val_ans
def get_trn_val_tst_data(data_path, offline=True):
if offline:
click_trn_data = pd.read_csv(data_path+'train_click_log.csv') # 训练集用户点击日志
click_trn_data = reduce_mem(click_trn_data)
click_trn, click_val, val_ans = trn_val_split(all_click_df, sample_user_nums)
else:
click_trn = pd.read_csv(data_path+'train_click_log.csv')
click_trn = reduce_mem(click_trn)
click_val = None
val_ans = None
click_tst = pd.read_csv(data_path+'testA_click_log.csv')
return click_trn, click_val, click_tst, val_ans
# 返回多路召回列表或者单路召回
def get_recall_list(save_path, single_recall_model=None, multi_recall=False):
if multi_recall:
return pickle.load(open(save_path + 'final_recall_items_dict.pkl', 'rb'))
if single_recall_model == 'i2i_itemcf':
return pickle.load(open(save_path + 'itemcf_recall_dict.pkl', 'rb'))
elif single_recall_model == 'i2i_emb_itemcf':
return pickle.load(open(save_path + 'itemcf_emb_dict.pkl', 'rb'))
elif single_recall_model == 'user_cf':
return pickle.load(open(save_path + 'youtubednn_usercf_dict.pkl', 'rb'))
elif single_recall_model == 'youtubednn':
return pickle.load(open(save_path + 'youtube_u2i_dict.pkl', 'rb'))
Word2Vec主要思想是:一个词的上下文可以很好的表达出词的语义。通过无监督学习产生词向量的方式。word2vec中有两个非常经典的模型:skip-gram和cbow。
def trian_item_word2vec(click_df, embed_size=64, save_name='item_w2v_emb.pkl', split_char=' '):
click_df = click_df.sort_values('click_timestamp')
# 只有转换成字符串才可以进行训练
click_df['click_article_id'] = click_df['click_article_id'].astype(str)
# 转换成句子的形式
docs = click_df.groupby(['user_id'])['click_article_id'].apply(lambda x: list(x)).reset_index()
docs = docs['click_article_id'].values.tolist()
# 为了方便查看训练的进度,这里设定一个log信息
logging.basicConfig(format='%(asctime)s:%(levelname)s:%(message)s', level=logging.INFO)
# 这里的参数对训练得到的向量影响也很大,默认负采样为5
w2v = Word2Vec(docs, size=16, sg=1, window=5, seed=2020, workers=24, min_count=1, iter=1)
# 保存成字典的形式
item_w2v_emb_dict = {k: w2v[k] for k in click_df['click_article_id']}
pickle.dump(item_w2v_emb_dict, open(save_path + 'item_w2v_emb.pkl', 'wb'))
return item_w2v_emb_dict
# 将召回列表转换成df的形式
def recall_dict_2_df(recall_list_dict):
df_row_list = [] # [user, item, score]
for user, recall_list in tqdm(recall_list_dict.items()):
for item, score in recall_list:
df_row_list.append([user, item, score])
col_names = ['user_id', 'sim_item', 'score']
recall_list_df = pd.DataFrame(df_row_list, columns=col_names)
return recall_list_df
# 负采样函数,这里可以控制负采样时的比例, 这里给了一个默认的值
def neg_sample_recall_data(recall_items_df, sample_rate=0.001):
pos_data = recall_items_df[recall_items_df['label'] == 1]
neg_data = recall_items_df[recall_items_df['label'] == 0]
print('pos_data_num:', len(pos_data), 'neg_data_num:', len(neg_data), 'pos/neg:', len(pos_data)/len(neg_data))
# 分组采样函数
def neg_sample_func(group_df):
neg_num = len(group_df)
sample_num = max(int(neg_num * sample_rate), 1) # 保证最少有一个
sample_num = min(sample_num, 5) # 保证最多不超过5个,这里可以根据实际情况进行选择
return group_df.sample(n=sample_num, replace=True)
# 对用户进行负采样,保证所有用户都在采样后的数据中
neg_data_user_sample = neg_data.groupby('user_id', group_keys=False).apply(neg_sample_func)
# 对文章进行负采样,保证所有文章都在采样后的数据中
neg_data_item_sample = neg_data.groupby('sim_item', group_keys=False).apply(neg_sample_func)
# 将上述两种情况下的采样数据合并
neg_data_new = neg_data_user_sample.append(neg_data_item_sample)
# 由于上述两个操作是分开的,可能将两个相同的数据给重复选择了,所以需要对合并后的数据进行去重
neg_data_new = neg_data_new.sort_values(['user_id', 'score']).drop_duplicates(['user_id', 'sim_item'], keep='last')
# 将正样本数据合并
data_new = pd.concat([pos_data, neg_data_new], ignore_index=True)
return data_new
| 未完待续…
特征工程和数据清洗转换是比赛中至关重要的一块, 因为数据和特征决定了机器学习的上限,而算法和模型只是逼近这个上限而已,所以特征工程的好坏往往决定着最后的结果,特征工程可以一步增强数据的表达能力,通过构造新特征,我们可以挖掘出数据的更多信息,使得数据的表达能力进一步放大。 在本节内容中,我们主要是先通过制作特征和标签把预测问题转成了监督学习问题,然后围绕着用户画像和文章画像进行一系列特征的制作, 此外,为了保证正负样本的数据均衡,我们还学习了负采样就技术等。当然本节内容只是对构造特征提供了一些思路,也请学习者们在学习过程中开启头脑风暴,尝试更多的构造特征的方法,也欢迎我们一块探讨和交流。