Spark MLib 数据类型

1.  MLlib

Apache Spark's scalable machine learning library, with APIs in Java, Scala and Python.

2.   数据类型

本地向量，标注点，本地矩阵，分布式矩阵

3. 本地向量 Local Vector

• 稠密向量 dense        一个double数组，例如 (1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 3.0)
• 稀疏向量 sparse       两个并行的数组(indices和values)，例如 (5, [0, 4], [1.0, 3.0])，其中5表示向量元素的个数，[0，4] 是indices，[1.0,3.0]是values

基类是Vector,  org.apache.spark.mllib.linalg.vector引入

import org.apache.spark.mllib.linalg.{Vector, Vectors}  
val dv: Vector = Vectors.dense(1.0, 0.0, 3.0)                        // 创建一个dense vector (1.0, 0.0, 3.0).
val sv1: Vector = Vectors.sparse(3, Array(0, 2), Array(1.0, 3.0))   // 创建一个sparse vector (1.0, 0.0, 3.0).
val sv2: Vector = Vectors.sparse(3, Seq((0, 1.0), (2, 3.0)))        // 等同于sv2

4. 标注点（Labeled Point）

用于有监督学习的训练样本称为标注点。

• 一个标注点就是一个本地向量（或稠密或稀疏），这个向量和一个标签或者响应相关联。
• 我们用一个double存储标签，这样我们就可以在回归和分类中使用标注点。
• 对于二分类，一个标签可能是0或者是1；对于多分类，一个标签可能代表从0开始的类别索引。

样本类是LabeledPoint, org.apache.spark.mllib.regression.LabeledPoint 引入。

import org.apache.spark.mllib.linalg.Vectors
import org.apache.spark.mllib.regression.LabeledPoint

val pos = LabeledPoint(1.0, Vectors.dense(1.0, 0.0, 3.0))  // a positive label and a dense feature vector.
val neg = LabeledPoint(0.0, Vectors.sparse(3, Array(0, 2), Array(1.0, 3.0)))  // a negative label and a sparse feature vector.

5. 本地矩阵（Local Matrix）

• 稠密矩阵    按列顺序存储，用一个数组，加上(列，行) 表示数组大小。
• 稀疏矩阵    非零条目值保存为压缩稀疏列 CSC（Compressed Sparse Column）格式，这种格式也是以列顺序存储

例：   9.0    0.0

     （ 0.0    8.0）

         0.0    6.0

稠密矩阵可以表示为，[3, 2, (9.0 , 0.0, 0.0, 0.0, 8.0, 6.0) ]  其中3为

稀疏矩阵  ？？不懂

基类是Matrix, 可以导入 org.apache.spark.mllib.linalg.Matrices 

import org.apache.spark.mllib.linalg.{Matrix,Matrices}

val dm: Matrix=Matrices.dense(3,2,Array(9.0,0.0,0.0,0.0,8.0,6.0)              // dense Matrix
val sm: Matrix=Matrices.sparse(3,2,Array(0,1,3),Array(0,2,1),Array(9,8,6)) //sparse Matrix

6. 分布式矩阵 Distributed Matrix

一个分布式矩阵拥有long类型的行和列索引，以及double类型的值，分布式的存储在一个或多个RDD中。

已经实现了3种分布式矩阵：

1)  RowMatrix               

• 是一个面向行的分布式矩阵，它没有有意义的行索引。行保存为一个RDD,每一行都是一个本地向量。
• 可以通过  org.apache.spark.mllib.linalg.distributed.RowMatrix 引入。
• 通过RDD[Vector]实例创建

2) IndexedRowMatrix  

• 和RowMatrix类似，它拥有行索引，行索引可以用于识别行和进行join操作
• org.apache.spark.mllib.linalg.distributed.{IndexedRow, IndexedRowMatrix, RowMatrix}
• 可以通过RDD[IndexedRow]实例创建
• IndexedRowMatrix可以通过去掉它的行索引，转换成RowMatrix

3) CoordinateMatrix    

•  一个分布式矩阵，它使用COO格式存储 （COO是啥）
• 条目保存为一个RDD。每一个条目是一个(i: Long, j: Long, value: Double)格式的元组，i 行索引，j 列索引，value 条目值。 
• 应该仅仅在矩阵维度很大并且矩阵非常稀疏的情况下使用
• org.apache.spark.mllib.linalg.distributed.{CoordinateMatrix, MatrixEntry} 
• 通过RDD[MatrixEntry]实例创建

4) BlockMatrix

• 每个块保存为一个RDD
• 与CoordinateMatrix类似，是一个((Int, Int), Matrix)类型的元组，其中(Int, Int)代表块的索引，Matrix代表子矩阵。
• BlockMatrix支持诸如add和multiply等方法。BlockMatrix还有一个帮助方法validate，用来判断一个BlockMatrix是否正确的创建。
• 调用toBlockMatrix从一个IndexedRowMatrix或者CoordinateMatrix创建一个BlockMatrix。 默认大小为 1024 * 1024 
• org.apache.spark.mllib.linalg.distributed.BlockMatrix