python - 与 numpy 数组相比，稀疏表示中的不同输出

Question

import numpy as np
import scipy as sc
from sklearn.preprocessing import normalize
import scipy.sparse as sp
import numpy
import numpy as np
import scipy.sparse as sp




def func1(A,c,eps,maxiter):
    c=0.8
    eps=1e-4
    maxiter=20
    n=sc.shape(A)[0]                   
    sim=sc.eye(n)
    sim_prev=sc.zeros((n,n))    
    I=sc.eye(n)
    P= normalize(A, norm='l1', axis=0)    
    Q=P*(1-sc.exp(-A))        
    for t in range(maxiter):

        sim=c*(sc.dot(Q.T,sim)) + (1-c)*I

    return sim


def func2(A,c,maxiter):
    c=0.8
    eps=1e-4
    maxiter=20
    n=sp.csr_matrix.get_shape(A)[0]    
    sim=sp.eye(n)    
    I=sp.eye(n)
    P= normalize(A, norm='l1', axis=0) 

    Q =-(P*(np.expm1(-A)))

    for t in range(maxiter):


        sim=c*(sc.dot(Q.T,sim)) + (1-c)*I

    return sim

上面给出的是两个基本相同的函数，除了 func1 用于 numpy 数组而 func2 用于数据的 scipy 稀疏表示。因为我现在正在处理大数据，所以我想将我的代码转换为稀疏表示，但是对于相同的输入，输出会有所不同。

  A=sc.array([[0,1,1,0,1],[1,0,0,1,0],[1,0,0,0,0],[0,1,0,0,0],[1,0,0,0,0]]) #pass this to the func1
    sA = sp.csr_matrix(A)#pass this to func2


output of the sparse func2
(0, 0)        3292.45824232
(0, 3)        777.213797401
(1, 1)        0.798590816646
(1, 2)        0.244114817184
(1, 4)        0.244114817184
(2, 1)        0.244114817184
(2, 2)        0.205180591139
(2, 4)        0.105180591139
(3, 0)        777.213797401
(3, 3)        183.603052715
(4, 1)        0.244114817184
(4, 2)        0.105180591139
(4, 4)        0.205180591139


output of func1

[[ 0.13890945  0.0314584   0.02635767  0.00893873  0.02635767]
 [ 0.04718761  0.12997072  0.00893873  0.03698614  0.00893873]
 [ 0.07907301  0.01787747  0.11498536  0.00510073  0.01498536]
 [ 0.0268162   0.07397228  0.00510073  0.12103198  0.00510073]
 [ 0.07907301  0.01787747  0.01498536  0.00510073  0.11498536]]

Answer 1

您确实在密集矩阵中使用了逐元素矩阵乘法，在稀疏矩阵中使用了矩阵乘法!

它归结为 A*B 在 numpy 数组和 scipy.sparse 矩阵方面意味着不同的东西。由于这取决于所使用的形状，我有点害怕给出一般规则，只是建议阅读 numpy 和 scipy.sparse 的文档(简化:A * B = numpy 数组的元素乘法，而 A. dot(B) 矩阵乘法；A * B = 稀疏矩阵的矩阵乘法)。

更改(仅限稀疏版本):

Q =-(P*(np.expm1(-A)))            # matrix-multiplication

到:

Q =-(P.multiply(np.expm1(-A)))    # elementwise-multiplication

哪些输出:

dense
[[0.25619944 0.04951776 0.04318623 0.01252072 0.04318623]
 [0.07427664 0.24367873 0.01252072 0.06161358 0.01252072]
 [0.12955869 0.02504144 0.22183936 0.00633153 0.02183936]
 [0.03756215 0.12322716 0.00633153 0.23115801 0.00633153]
 [0.12955869 0.02504144 0.02183936 0.00633153 0.22183936]]
sparse
[[0.25619944 0.04951776 0.04318623 0.01252072 0.04318623]
 [0.07427664 0.24367873 0.01252072 0.06161358 0.01252072]
 [0.12955869 0.02504144 0.22183936 0.00633153 0.02183936]
 [0.03756215 0.12322716 0.00633153 0.23115801 0.00633153]
 [0.12955869 0.02504144 0.02183936 0.00633153 0.22183936]]