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PageRank学习

时间:2015-03-21 16:47:10      阅读:185      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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喜欢手写学习,记忆深刻(字丑勿喷!)。

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 计算过程的代码如下:

public class PageRank
{
	private static double m[][]={
		{   0        , 0.5 , 1 ,  0 },
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 , 0.5 , 0 ,  0 }
	};
	private static double v[]={0.25,0.25,0.25,0.25};
	private static double v1[]={0,0,0,0};
	public static void main(String[] argv)
	{
		for(int iterater=0;iterater<1000;iterater++)
		{
			for(int i=0;i<4;i++)
			{
				for(int j=0;j<4;j++)
				{
					v1[i]+=m[i][j]*v[j];
				}
			}
			for(int k=0;k<4;k++)
			{
				v[k]=v1[k];
				v1[k]=0;
			}
		}
		for(int k=0;k<4;k++)
		{
			System.out.println(v[k]);
		}
	}
}

  上面使用的图是一个没有太大缺陷的图,其实PageRank中海油很多问题需要处理,主要问题有:

1.终止点问题

上述上网者的行为是一个马尔科夫过程的实例,要满足收敛性,需要具备一个条件:

  • 图是强连通的,即从任意网页可以到达其他任意网页:

  互联网上的网页不满足强连通的特性,因为有一些网页不指向任何网页,如果按照上面的计算,上网者到达这样的网页后便走投无路、四顾茫然,导致前面累计得到的转移概率被清零,这样下去,最终的得到的概率分布向量所有元素几乎都为0。假设我们把上面图中C到A的链接丢掉,C变成了一个终止点,得到下面这个图:

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  对应的转移矩阵为:

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  连续迭代下去,最终所有元素都为0:  

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代码如下:

public class PageRank
{
	private static double m[][]={
		{   0        , 0.5 , 0 ,  0 },
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 , 0.5 , 0 ,  0 }//第三列全为0
	};
	private static double v[]={0.25,0.25,0.25,0.25};
	private static double v1[]={0,0,0,0};
	public static void main(String[] argv)
	{
		for(int iterater=0;iterater<1000;iterater++)
		{
			for(int i=0;i<4;i++)
			{
				for(int j=0;j<4;j++)
				{
					v1[i]+=m[i][j]*v[j];
				}
			}
			for(int k=0;k<4;k++)
			{
				v[k]=v1[k];
				v1[k]=0;
			}
		}
		for(int k=0;k<4;k++)
		{
			System.out.println(v[k]);
		}
	}
}

 2.陷阱问题

  另外一个问题就是陷阱问题,即有些网页不存在指向其他网页的链接,但存在指向自己的链接。比如下面这个图:

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  上网者跑到C网页后,就像跳进了陷阱,陷入了漩涡,再也不能从C中出来,将最终导致概率分布值全部转移到C上来,这使得其他网页的概率分布值为0,从而整个网页排名就失去了意义。如果按照上面图对应的转移矩阵为: 

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  不断的迭代下去,就变成了这样:

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代码如下:

public class PageRank
{
	private static double m[][]={
		{   0        , 0.5 , 0 ,  0 },
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 ,  0  , 1 , 0.5},//此行第三列为1
		{0.333333333 , 0.5 , 0 ,  0 }
	};
	private static double v[]={0.25,0.25,0.25,0.25};
	private static double v1[]={0,0,0,0};
	public static void main(String[] argv)
	{
		for(int iterater=0;iterater<1000;iterater++)
		{
			for(int i=0;i<4;i++)
			{
				for(int j=0;j<4;j++)
				{
					v1[i]+=m[i][j]*v[j];
				}
			}
			for(int k=0;k<4;k++)
			{
				v[k]=v1[k];
				v1[k]=0;
			}
		}
		for(int k=0;k<4;k++)
		{
			System.out.println(v[k]);
		}
	}
}

解决终止点问题和陷阱问题

上面过程,我们忽略了一个问题,那就是上网者是一个悠闲的上网者,而不是一个愚蠢的上网者,我们的上网者是聪明而悠闲,他悠闲,漫无目的,总是随机的选择网页,他聪明,在走到一个终结网页或者一个陷阱网页(比如两个示例中的C),不会傻傻的干着急,他会在浏览器的地址随机输入一个地址,当然这个地址可能又是原来的网页,但这里给了他一个逃离的机会,让他离开这万丈深渊。模拟聪明而又悠闲的上网者,对算法进行改进,每一步,上网者可能都不想看当前网页了,不看当前网页也就不会点击上面的连接,而上悄悄地在地址栏输入另外一个地址,而在地址栏输入而跳转到各个网页的概率是1/n。假设上网者每一步查看当前网页的概率为a,那么他从浏览器地址栏跳转的概率为(1-a),于是原来的迭代公式转化为:

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  现在我们来计算带陷阱的网页图的概率分布:

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  重复迭代下去,得到:

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  可以看到C虽然占了很大一部分pagerank值,但其他网页页获得的一些值,因此C的链接结构,它的权重确实应该会大些。

代码如下:

public class PageRank
{
	private static double m[][]={
		{   0        , 0.5 , 0 ,  0 },
		{0.333333333 ,  0  , 0 , 0.5},
		{0.333333333 ,  0  , 1 , 0.5},
		{0.333333333 , 0.5 , 0 ,  0 }
	};
	private static double v[]={0.25,0.25,0.25,0.25};
	private static double v1[]={0,0,0,0};
	public static void main(String[] argv)
	{
		for(int iterater=0;iterater<1000;iterater++)
		{
			for(int i=0;i<4;i++)
			{
				for(int j=0;j<4;j++)
				{
					v1[i]+=m[i][j]*v[j];
				}
			}
			for(int k=0;k<4;k++)
			{
				v[k]=0.8*v1[k]+0.2*0.25;//此处0.2乘的一直都是v[]的初始值
				v1[k]=0;
			}
		}
		for(int k=0;k<4;k++)
		{
			System.out.println(v[k]);
		}
	}
}

  

PageRank学习

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原文地址:http://www.cnblogs.com/lixiaolun/p/4355678.html

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