用python实现Recursive Model Index

时间: 2023-07-12 10:33:09 浏览: 56
以下是使用Python实现的递归模型索引(Recursive Model Index,RMI)的代码示例: ```python import numpy as np from sklearn.linear_model import LinearRegression class RMI: def __init__(self, data, leaf_size=16, num_steps=10): self.leaf_size = leaf_size self.num_steps = num_steps self.buckets = [] self.models = [] self.build(data) def build(self, data): self.min_val = np.min(data) self.max_val = np.max(data) num_buckets = int(np.ceil(len(data) / self.leaf_size)) if num_buckets == 1: start = 0 end = len(data) bucket_data = data[start:end] bucket_min = np.min(bucket_data) bucket_max = np.max(bucket_data) self.buckets.append((bucket_min, bucket_max)) self.models.append(None) else: self.buckets.append((self.min_val, self.max_val)) self.models.append(None) bucket_data = [] for i in range(num_buckets): start = i * self.leaf_size end = min((i + 1) * self.leaf_size, len(data)) bucket_data.append(data[start:end]) new_data = [] for i in range(num_buckets): bucket_min = np.min(bucket_data[i]) bucket_max = np.max(bucket_data[i]) self.buckets.append((bucket_min, bucket_max)) bucket_values = (bucket_data[i] - bucket_min) / (bucket_max - bucket_min) x = np.linspace(0, 1, len(bucket_values)) model = LinearRegression() for j in range(self.num_steps): model.fit(x.reshape(-1, 1), bucket_values) y_pred = model.predict(x.reshape(-1, 1)) residuals = bucket_values - y_pred bucket_values = residuals self.models.append(model) new_data.append(y_pred) self.build(np.concatenate(new_data)) def predict(self, query): if query < self.min_val or query > self.max_val: return -1 bucket_idx = 0 while self.models[bucket_idx] is not None: bucket_min, bucket_max = self.buckets[bucket_idx] if query <= bucket_min: bucket_idx = 2 * bucket_idx + 1 elif query >= bucket_max: bucket_idx = 2 * bucket_idx + 2 else: x = np.array([(query - bucket_min) / (bucket_max - bucket_min)]) model = self.models[bucket_idx] for i in range(self.num_steps): y_pred = model.predict(x.reshape(-1, 1)) x -= y_pred bucket_idx = 2 * bucket_idx + 1 + np.argmax(x) leaf_idx = bucket_idx - len(self.models) bucket_min, bucket_max = self.buckets[bucket_idx] x = np.array([(query - bucket_min) / (bucket_max - bucket_min)]) model = self.models[bucket_idx] for i in range(self.num_steps): y_pred = model.predict(x.reshape(-1, 1)) x -= y_pred return leaf_idx * self.leaf_size + np.argmax(x) ``` 相较于RMI,递归模型索引(RMI)可以更好地处理数据分布不均的情况。这里使用了递归的方式构建索引结构,每个节点只有一个模型,如果当前节点的模型为None,则说明该节点是叶子节点,直接保存数据。查询时,从根节点开始递归查找,如果当前节点的模型为None,则说明该节点是叶子节点,根据数据分布计算得到查询值所在叶子节点的索引。

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