ClassDef UserModel

UserModel: UserModel类是一个基于PyTorch框架的用户模型,用于处理用户特征数据,进行模型训练和预测。

属性:

  • feature_columns: 特征列,用于构建模型输入特征。
  • y_columns: 目标列,用于指定模型的输出目标。
  • l2_reg_embedding, l2_reg_linear, l2_reg_dnn: L2正则化参数,分别用于嵌入层、线性层和深度神经网络层。
  • init_std: 嵌入层权重初始化的标准差。
  • task_dnn_units: 任务特定的深度神经网络层的单元数。
  • seed: 随机种子,用于确保模型可复现性。
  • dnn_dropout: 深度神经网络层的dropout比率。
  • dnn_activation: 深度神经网络层的激活函数。
  • dnn_use_bn: 是否在深度神经网络层使用批量归一化。
  • device: 模型运行的设备,如'cpu'或'cuda:0'。

代码描述: UserModel类继承自PyTorch的nn.Module,主要用于构建用户特征的深度学习模型。它包含了模型的初始化、编译、训练、评估和推荐等方法。模型初始化时,会根据提供的特征列构建输入特征索引、嵌入矩阵和线性模型。同时,还支持添加正则化权重、编译模型以指定优化器和损失函数、训练模型、评估模型性能和根据用户特征推荐项目。

在项目中,UserModel类被其他模型类如UserModel_MMOE和UserModel_Pairwise继承,这些子类通过扩展UserModel的功能来实现特定的模型架构,如MMOE(Multi-gate Mixture-of-Experts)和Pairwise模型。这表明UserModel类提供了一个通用的用户模型框架,可以根据不同的业务需求进行定制和扩展。

注意:

  • 在使用UserModel进行模型训练之前,需要确保输入的特征列和目标列正确无误。
  • 根据模型运行的设备(CPU或GPU),可能需要调整batch_size和num_workers以优化训练效率。
  • 模型的性能高度依赖于特征工程和模型参数的调优,因此在实际应用中需要进行多次实验以找到最佳配置。

输出示例: 由于UserModel类主要用于模型训练和预测,其输出通常是模型训练过程中的损失值、评估指标结果或者是针对特定用户特征的推荐项目。例如,在模型训练过程中,可能会输出如下格式的日志信息:

Epoch 1/10
Train on 1000 samples, validate on 200 samples, 20 steps per epoch
Training the 1/10 epoch
...
Epoch 1 - loss: 0.6923 - val_loss: 0.6910

在进行项目推荐时,可能会返回推荐项目的ID和相应的预测值:

推荐项目ID: [104, 156, 23], 预测值: [0.95, 0.93, 0.90]

FunctionDef init(self, feature_columns, y_columns, l2_reg_embedding, l2_reg_linear, l2_reg_dnn, init_std, task_dnn_units, seed, dnn_dropout, dnn_activation, dnn_use_bn, device)

init: 此函数用于初始化UserModel类的实例。

参数:

  • feature_columns: 特征列,用于定义模型的输入特征。
  • y_columns: 目标列,定义模型的输出目标。
  • l2_reg_embedding: 嵌入层的L2正则化系数,默认为1e-5。
  • l2_reg_linear: 线性层的L2正则化系数,默认为1e-5。
  • l2_reg_dnn: 深度神经网络层的L2正则化系数,默认为0。
  • init_std: 权重初始化的标准差,默认为0.0001。
  • task_dnn_units: 任务特定的深度神经网络单元数目,可为None。
  • seed: 随机种子,默认为2022。
  • dnn_dropout: 深度神经网络中的dropout比例,默认为0。
  • dnn_activation: 深度神经网络中的激活函数,默认为'relu'。
  • dnn_use_bn: 是否在深度神经网络中使用批量归一化,默认为False。
  • device: 指定运行设备,默认为'cpu'。

代码描述: 此函数首先调用super(UserModel, self).__init__()来初始化父类。然后,设置随机种子以确保模型的可复现性。接着,使用build_input_features函数构建特征索引和目标索引。此外,初始化两个用于存储正则化损失和辅助损失的张量,并设置运行设备。

函数中创建了一个嵌入矩阵字典embedding_dict,通过调用create_embedding_matrix函数实现,该函数根据提供的特征列创建嵌入矩阵。此外,初始化了一个线性模型linear_model,通过调用Linear类实现,该类用于处理特征并将它们通过线性变换合并成一个输出。

为了防止过拟合,函数通过调用add_regularization_weight方法为嵌入字典和线性模型的参数添加L2正则化权重。

最后,函数设置了一些用于回调的参数,如_is_graph_network_ckpt_saved_epoch,并初始化了一个History对象用于存储训练历史,以及设置了一个softmax层。

注意:

  • 在使用此函数时,需要确保传递的feature_columnsy_columns参数正确,包含所有需要的输入特征和输出目标。
  • device参数应根据运行环境选择合适的值,以确保模型能在指定的设备上运行。
  • 正则化系数l2_reg_embeddingl2_reg_linearl2_reg_dnn可以根据需要进行调整,以控制模型的复杂度和防止过拟合。
  • init_std参数影响权重初始化,可能会对模型训练和性能产生影响,应根据实际情况进行调整。

FunctionDef compile_RL_test(self, RL_eval_fun)

compile_RL_test: 此函数的功能是配置强化学习测试环境。

参数:

  • RL_eval_fun: 用于评估强化学习模型的函数。

代码描述: compile_RL_test 函数是 UserModel 类的一个方法,它接受一个参数 RL_eval_fun。这个参数是一个函数,用于评估或测试强化学习模型的性能。在这个方法中,传入的 RL_eval_fun 函数被赋值给实例变量 self.RL_eval_fun。这样,UserModel 的实例就可以在其他地方通过 self.RL_eval_fun 调用这个评估函数,以便进行强化学习模型的测试或评估。

注意:

  • 确保传入的 RL_eval_fun 函数具有正确的签名和预期的行为,因为它将直接影响强化学习模型的评估结果。
  • compile_RL_test 方法不执行评估函数,只负责配置评估环境。调用评估函数的逻辑需要在其他部分的代码中实现。

FunctionDef compile(self, optimizer, loss_dict, metrics, metric_fun, loss_func, metric_fun_ranking)

compile: 此函数用于编译模型,包括设置优化器、损失函数和评价指标等。

参数:

  • optimizer: 优化器,可以是字符串表示的优化器名称,如"sgd"、"adam"等,也可以是一个已经实例化的优化器对象。
  • loss_dict: 一个字典,键为损失函数的名称,值为对应的损失函数或损失函数的名称。此参数已被标记为不推荐使用。
  • metrics: 一个列表,包含模型评估时使用的评价指标的名称。
  • metric_fun: 自定义的评价函数。
  • loss_func: 自定义的损失函数。
  • metric_fun_ranking: 用于排名的自定义评价函数。

代码描述: compile函数首先将metrics_names初始化为包含"loss"的列表。然后,调用_get_optim函数根据optimizer参数获取优化器实例,并将其赋值给self.optim。接下来,调用_get_metrics函数根据metrics参数构建评价指标函数字典,并将其赋值给self.metrics

此外,compile函数处理loss_dict参数,如果loss_dict不为None,则遍历loss_dict,对于每个损失函数,如果其值为字符串,则调用_get_loss_func函数获取对应的损失函数实例;如果其值不是字符串,则直接使用该值。处理后的loss_dict将被赋值给self.loss_dict。此参数的使用已被标记为不推荐。

compile函数还接受loss_func参数,允许直接指定自定义的损失函数,并将其赋值给self.loss_func。同时,compile函数支持通过metric_funmetric_fun_ranking参数接收自定义的评价函数和排名评价函数。

注意:

  • 当使用字符串类型的optimizer参数时,需要确保字符串的值是支持的优化器之一,否则会抛出NotImplementedError异常。
  • loss_dict参数已被标记为不推荐使用,建议直接通过loss_func参数指定损失函数。
  • 自定义的评价函数metric_funmetric_fun_ranking需要确保符合评价函数的标准接口要求,以便在模型评估时正确调用。
  • 在使用_get_metrics函数构建评价指标函数字典时,需要确保传入的评价指标名称是被支持的,否则可能无法正确构建评价指标函数字典。

FunctionDef fit_data(self, dataset_train, dataset_val, batch_size, epochs, verbose, initial_epoch, callbacks, shuffle)

fit_data: 此函数的功能是对给定的训练数据集进行模型训练,并可选地对验证数据集进行评估。

参数:

  • dataset_train: 训练数据集对象。
  • dataset_val: 可选参数,验证数据集对象。默认为None。
  • batch_size: 整数,指定每个批次处理的数据量大小。默认为256。
  • epochs: 整数,指定训练的轮次。默认为1。
  • verbose: 整数,指定日志显示的详细程度。默认为1。
  • initial_epoch: 整数,指定从哪个轮次开始训练。默认为0。
  • callbacks: 回调函数列表,用于在训练过程中执行特定操作。默认为None。
  • shuffle: 布尔值,指定是否在每轮训练前打乱数据。默认为True。

代码描述: fit_data函数首先调用train方法初始化模型,并设置优化器。然后,根据是否指定了GPU进行相应的设备配置。接着,创建一个DataLoader实例来加载训练数据,并计算每轮训练的步数。

函数配置了回调函数列表,包括添加历史记录回调,并在训练开始前调用回调函数的on_train_begin方法。如果提供了验证数据集,函数会使用evaluate_data方法对其进行评估,并将评估结果记录下来。如果定义了强化学习评估函数RL_eval_fun,也会进行相应的评估。

在训练过程中,函数遍历每个轮次,对每个批次的数据执行前向传播、计算损失、执行反向传播和参数更新。损失计算包括模型损失、正则化损失(通过调用get_regularization_loss方法获取)和辅助损失。如果在任何时刻损失值为NaN,函数会将当前模型参数保存到文件中并抛出异常。

训练每轮结束后,如果提供了验证数据集或定义了强化学习评估函数,函数会再次进行评估并更新日志。函数记录每轮的训练时间和损失,并在控制台打印相关信息。最后,调用回调函数的on_train_end方法结束训练,并返回训练历史记录。

注意:

  • 确保传入的dataset_traindataset_val(如果提供)对象具有正确的数据格式和方法。
  • 在使用GPU进行训练时,确保已正确配置CUDA环境。
  • 使用回调函数时,确保它们的方法与训练流程兼容。
  • 如果训练过程中出现NaN损失值,检查模型参数和数据是否有异常。

输出示例: 函数返回一个包含训练历史记录的对象,可能包括每轮的损失值、评估指标结果等信息。例如,如果训练了2轮,输出可能如下:

{
    "loss": [0.45, 0.35],
    "val_accuracy": [0.88, 0.90]
}

这表示在两轮训练中,模型的损失值分别为0.45和0.35,验证集上的准确率分别为88%和90%。


FunctionDef compile_UCB(self, n_arm)

compile_UCB: 此函数的功能是初始化UCB算法所需的参数。

参数:

  • n_arm: 此参数代表武器(或行动)的数量,类型为整数。

代码描述: compile_UCB函数是UserModel类的一个方法,用于初始化上置信界(Upper Confidence Bound, UCB)算法中的两个关键参数:n_recn_eachn_rec记录了总的推荐次数,而n_each是一个数组,记录了每个武器(或行动)被推荐的次数。这两个参数对于计算UCB值至关重要,UCB值用于平衡探索(尝试新事物)和利用(利用已知的最佳选择)之间的权衡。

在项目中,compile_UCB函数被recommend_k_item方法调用。当recommend_k_item方法在进行物品推荐时选择使用UCB策略,且发现UserModel实例尚未初始化UCB相关参数时,会调用compile_UCB函数进行初始化。这是因为UCB策略需要跟踪每个物品被推荐的次数以及总的推荐次数,以计算UCB值并据此做出推荐决策。

recommend_k_item方法中,如果启用了UCB策略(is_ucb参数为True),并且UserModel实例的n_rec属性不存在,表明UCB相关参数尚未初始化,此时会调用compile_UCB函数。函数接收一个参数n_arm,即物品(或行动)的总数,然后将n_rec初始化为n_arm,表示每个物品最初都被推荐了一次,同时将n_each初始化为一个长度为n_arm、所有元素值为1的数组,表示每个物品初始时被推荐的次数为1。

注意:

  • 在使用UCB策略进行推荐之前,确保已经调用了compile_UCB函数进行了必要的初始化。
  • 参数n_arm应正确反映项目中可推荐的物品(或行动)的总数,以避免数组越界等错误。
  • UCB策略适用于需要平衡探索与利用的场景,如推荐系统、多臂老虎机问题等。

FunctionDef recommend_k_item(self, user, dataset_val, k, is_softmax, epsilon, is_ucb)

recommend_k_item: 此函数的功能是为指定用户推荐K个物品。

参数:

  • user: 用户ID,用于指定需要为哪个用户进行推荐。
  • dataset_val: 包含验证集数据的对象,其中应包含用户和物品的信息。
  • k: 推荐物品的数量,默认为1。
  • is_softmax: 是否使用softmax进行概率转换,默认为True。
  • epsilon: 用于epsilon-greedy策略的参数,控制探索和利用的平衡,默认为0。
  • is_ucb: 是否使用UCB(上置信界)策略进行推荐,默认为False。

代码描述: recommend_k_item函数是UserModel类的一个方法,用于根据用户的历史信息和物品的特征,推荐K个可能感兴趣的物品。首先,函数通过dataset_val参数获取用户和物品的验证集数据。然后,它构造一个包含用户信息、物品索引和物品特征的张量u_all_item,用于后续的推荐模型预测。

函数通过调用forward方法对每个物品进行评分预测,并根据是否启用UCB策略对预测值进行调整。如果启用UCB策略,且UserModel实例尚未初始化UCB相关参数,会调用compile_UCB方法进行初始化。UCB策略通过考虑每个物品被推荐的次数和总推荐次数,来平衡探索和利用,提高推荐的多样性。

根据is_softmax参数的值,函数使用softmax转换或直接选择最高评分的K个物品作为推荐。如果设置了epsilon参数,函数还会以一定概率随机选择物品,以进一步增加推荐的多样性。

最后,函数更新UCB策略的相关参数(如果启用),并返回推荐的物品索引和对应的评分值。

注意:

  • 在使用UCB策略之前,确保已经通过调用compile_UCB方法初始化了相关参数。
  • 参数kepsilonis_ucb可以根据实际应用场景进行调整,以达到最佳的推荐效果。
  • 推荐系统的性能可能受到模型训练质量、数据集特征和参数设置等多种因素的影响。

输出示例:

([item1, item2, item3], [score1, score2, score3])

此输出表示推荐的物品索引为item1item2item3,对应的评分值为score1score2score3


FunctionDef evaluate_data(self, dataset_val, batch_size)

evaluate_data: 此函数的功能是评估给定数据集上的模型性能。

参数:

  • dataset_val: 需要进行评估的数据集对象。
  • batch_size: 整数,默认值为256。指定在预测过程中每个批次处理的数据量大小。

代码描述: evaluate_data函数首先使用predict_data函数对验证集dataset_val进行预测,预测时批次大小为batch_size的10倍。然后,通过dataset_val.get_y()获取验证集的真实标签。

接下来,函数遍历self.metric_fun中定义的每个评估指标,对预测结果和真实标签应用这些指标函数,计算得到的评估结果存储在字典eval_result中。

如果定义了self.metric_fun_ranking,即需要进行排名评估,函数会进一步处理。首先,根据dataset_val的属性判断是否对所有项目进行排名预测。如果是,使用predict_data函数对完整数据集进行预测,并构建包含用户ID、项目ID和预测得分的DataFrame。否则,只使用验证集的预测结果构建DataFrame

然后,将真实标签添加到DataFrame中,并将用户ID、项目ID转换为整数类型,预测得分转换为浮点数类型。最后,使用self.metric_fun_ranking函数对排名预测结果进行评估,并将评估结果更新到eval_result字典中。

函数返回包含所有评估指标结果的字典eval_result

注意:

  • 确保传入的dataset_val对象具有get_yground_truthdataset_completex_numpyuser_colitem_col等属性和方法,以便正确执行评估。
  • 在使用排名评估功能时,确保self.metric_fun_ranking已正确定义,并且dataset_val对象包含完整的排名信息。

输出示例: 假设模型的评估指标包括准确率和召回率,函数可能返回如下的字典:

{
    "accuracy": 0.95,
    "recall": 0.90
}

这表示在给定的验证集上,模型的准确率为95%,召回率为90%。如果还进行了排名评估,可能还会包含额外的评估指标结果。


FunctionDef predict_data(self, dataset_predict, batch_size, verbose)

predict_data: 此函数的功能是对给定的数据集进行预测,并返回预测结果的Numpy数组。

参数:

  • dataset_predict: 需要进行预测的数据集,该数据集应该是一个经过预处理的可以直接用于模型预测的格式。
  • batch_size: 整数,默认值为256。这个参数指定了在预测过程中每个批次处理的数据量大小。
  • verbose: 布尔值,默认为False。当设置为True时,会显示预测过程的详细信息。

代码描述: 此函数首先将模型设置为评估模式,然后根据传入的dataset_predict创建一个数据加载器DataLoader,其中shuffle参数被设置为False以保持数据顺序不变,batch_size参数控制每个批次的数据量,num_workers参数由dataset_predict对象提供,用于设置加载数据时使用的进程数。

接着,函数计算了需要遍历的批次总数steps_per_epoch。在预测过程中,函数遍历数据加载器中的每个批次,将批次数据移动到模型所在的设备上,并转换为浮点数。然后,使用模型对这些数据进行前向传播,得到预测结果,并将这些结果收集到pred_ans列表中。

最后,函数将pred_ans中收集的所有预测结果合并成一个Numpy数组,并将其数据类型转换为"float64",然后返回这个数组作为函数的输出。

此函数在项目中被evaluate_data函数调用,用于在模型评估过程中获取模型对验证集或测试集的预测结果。evaluate_data函数进一步使用这些预测结果来计算不同的评估指标,以评估模型的性能。

注意:

  • 确保传入的dataset_predict对象有get_dataset_eval方法和num_workers属性,以便正确创建DataLoader
  • 函数返回的预测结果数组的数据类型为"float64",请根据后续处理的需要进行相应的数据类型转换。

输出示例: 假设我们对一个包含1000个样本的数据集进行预测,且模型的输出是每个样本的一个预测值,则函数的返回值可能如下所示:

array([0.1, 0.4, 0.3, ..., 0.2, 0.5, 0.7])

这是一个长度为1000,数据类型为"float64"的Numpy数组,包含了对这1000个样本的预测结果。


FunctionDef get_regularization_loss(self)

get_regularization_loss: 此函数的功能是计算模型的正则化损失。

参数: 此函数没有参数。

代码描述: get_regularization_loss 函数负责计算模型参数的正则化损失,以防止模型过拟合。它通过遍历模型中所有需要正则化的参数,根据L1和L2正则化系数计算正则化损失。如果设置了L1正则化系数,函数会计算参数的绝对值之和乘以L1系数;如果设置了L2正则化系数,函数会尝试计算参数的平方之和乘以L2系数,如果遇到属性错误,则改为直接使用参数乘以自身再乘以L2系数。所有参数的正则化损失累加后,得到总的正则化损失。

在项目中,get_regularization_loss 函数被fit_data方法调用。在fit_data方法中,此函数的返回值(正则化损失)被加到每个批次的总损失中,以便在优化器执行参数更新时考虑正则化损失。这有助于控制模型的复杂度,防止过拟合现象,从而提高模型在未见数据上的泛化能力。

注意: 使用此函数时,需要确保模型中有需要正则化的参数,并且已经为这些参数设置了合适的L1和L2正则化系数。不恰当的正则化系数可能会导致模型训练效果不佳。

输出示例: 假设模型有一组参数,L1和L2正则化系数分别为0.01和0.001,那么此函数可能返回一个如下的Tensor值:tensor([0.0567], device='cuda:0'),表示计算得到的总正则化损失。


FunctionDef add_regularization_weight(self, weight_list, l1, l2)

add_regularization_weight: 此函数的功能是向模型中添加正则化权重。

参数:

  • weight_list: 待添加正则化的权重列表或单个权重。
  • l1: L1正则化系数,默认值为0.0。
  • l2: L2正则化系数,默认值为0.0。

代码描述: add_regularization_weight函数用于向模型中添加正则化权重,以帮助防止模型过拟合。该函数接受三个参数:weight_listl1l2weight_list可以是单个的torch.nn.parameter.Parameter对象,也可以是包含多个参数对象的列表、生成器、过滤器或ParameterList。如果weight_list是单个Parameter对象,函数会将其转换为列表以保持与get_regularization_loss()函数的兼容性。对于生成器、过滤器和ParameterList,函数会将它们转换为张量列表,以避免在模型保存时无法序列化生成器对象的问题。最后,函数将转换后的权重列表及其对应的L1和L2正则化系数作为一个元组添加到self.regularization_weight列表中。

在项目中,add_regularization_weight函数被多个模型的初始化方法调用,用于添加不同模型组件的正则化权重。例如,在UserModel的初始化方法中,它被用来为嵌入字典和线性模型的参数添加L2正则化权重。在UserModel_MMOEUserModel_Pairwise的初始化方法中,它同样被用于为模型的参数添加L2正则化权重,以控制模型复杂度和防止过拟合。

注意:

  • 在使用add_regularization_weight函数时,确保传入的weight_list参数类型正确。如果是单个参数,需要是torch.nn.parameter.Parameter类型;如果是多个参数,可以是列表、生成器、过滤器或ParameterList
  • L1和L2正则化系数默认为0.0,根据需要进行调整。非零的L1或L2系数将引入相应的正则化项,有助于模型泛化能力的提升。

FunctionDef compute_input_dim(self, feature_columns, include_sparse, include_dense, feature_group)

compute_input_dim: 此函数的功能是计算输入特征的维度总和。

参数:

  • feature_columns: 特征列的列表,包含稀疏和密集特征。
  • include_sparse: 布尔值,指示是否包含稀疏特征的维度,默认为True。
  • include_dense: 布尔值,指示是否包含密集特征的维度,默认为True。
  • feature_group: 布尔值,指示是否按特征组计算稀疏特征的维度,默认为False。

代码描述: 此函数首先根据特征列的类型(稀疏或密集)将它们分开处理。它使用filter函数从feature_columns中筛选出稀疏特征列(SparseFeatPVarLenSparseFeat类型)和密集特征列(DenseFeat类型)。然后,它计算密集特征的维度总和,对于稀疏特征,如果feature_group为True,则计算稀疏特征列的数量作为稀疏输入维度;否则,计算所有稀疏特征的嵌入维度之和。最后,根据include_sparseinclude_dense参数的值,将稀疏和密集特征的维度总和相加,得到最终的输入维度。

此函数与SparseFeatP对象有直接的关联。SparseFeatP对象用于定义稀疏特征的嵌入表示,其embedding_dim属性表示嵌入向量的维度,这在计算稀疏特征的输入维度时被使用。通过此函数,可以灵活地根据模型的需要选择包含稀疏、密集特征或两者的维度,为模型训练提供正确的输入维度信息。

注意:

  • 确保传入的feature_columns列表正确地包含了模型所需的所有特征列。
  • 当使用feature_group参数时,应理解其对稀疏特征维度计算方式的影响,特别是在特征分组对模型性能有重要影响时。

输出示例: 假设有2个密集特征,各自的维度为10和20,以及3个稀疏特征,嵌入维度分别为4、5和6。如果include_sparseinclude_dense都为True,且feature_group为False,则函数的返回值将是45(密集特征维度30 + 稀疏特征嵌入维度15)。


FunctionDef _get_optim(self, optimizer)

_get_optim: 此函数的功能是根据传入的优化器名称或优化器对象,获取对应的优化器实例。

参数:

  • optimizer: 可以是一个字符串,表示优化器的名称,如"sgd"、"adam"、"adagrad"、"rmsprop";也可以是一个已经实例化的优化器对象。

代码描述: 此函数首先检查optimizer参数的类型。如果optimizer是一个字符串,函数将根据字符串的值选择相应的优化器,并使用self.parameters()方法获取当前模型的参数来实例化这个优化器。目前支持的字符串类型的优化器有"sgd"、"adam"、"adagrad"、"rmsprop"。对于每种优化器,都使用了默认的学习率(对于SGD和Adagrad为0.01,Adam使用PyTorch默认值0.001,RMSprop也使用PyTorch的默认值)。如果传入的optimizer不是支持的字符串之一,函数将抛出NotImplementedError异常。如果optimizer参数已经是一个优化器对象,函数将直接返回这个对象。

在项目中,_get_optim函数被compile方法调用。compile方法用于编译模型,设置优化器、损失函数和评价指标等。在这个过程中,compile方法通过调用_get_optim函数,根据传入的优化器名称或优化器对象,获取最终的优化器实例,然后将其赋值给self.optim,以便后续训练过程中使用。

注意:

  • 当使用字符串类型的optimizer参数时,需要确保字符串的值是支持的优化器之一,否则会抛出NotImplementedError异常。
  • 如果直接传入优化器对象,需要确保该对象是使用torch.optim模块下的优化器类之一实例化的,并且已经正确设置了模型的参数。

输出示例: 假设调用_get_optim("adam"),函数将返回一个torch.optim.Adam的实例,这个实例已经被初始化,准备用于模型参数的优化。


FunctionDef _get_loss_func(self, loss)

_get_loss_func: 该函数的功能是根据传入的损失函数名称或损失函数对象,返回对应的损失函数。

参数:

  • loss: 可以是一个字符串,表示损失函数的名称,也可以是一个损失函数对象。

代码描述: _get_loss_func 函数首先检查传入的参数 loss 是否为字符串类型。如果是,它将根据损失函数的名称选择对应的损失函数。目前支持的损失函数名称有 "binary_crossentropy"、"mse" 和 "mae",分别对应于二元交叉熵损失、均方误差损失和平均绝对误差损失。如果 loss 参数不是字符串,那么假定它已经是一个损失函数对象,直接将其作为返回值。

在项目中,_get_loss_func 函数被 UserModel 类的 compile 方法调用。compile 方法在编译模型时,会根据用户指定的损失函数名称或对象,通过调用 _get_loss_func 方法来获取实际的损失函数。这样做的目的是为了提供一个灵活的接口,让用户既可以通过简单的字符串来指定常用的损失函数,也可以传入自定义的损失函数对象,以满足更复杂的需求。

注意:

  • 如果传入的损失函数名称不是支持的类型,函数会抛出 NotImplementedError 异常。因此,在使用时需要确保传入的名称是被支持的。
  • 当传入自定义的损失函数对象时,需要确保该对象符合 PyTorch 损失函数的接口要求。

输出示例:

  • 如果传入的是 "mse",则返回值为 F.mse_loss,这是 PyTorch 中的均方误差损失函数。
  • 如果直接传入了一个损失函数对象,比如自定义的一个损失函数 custom_loss_func,则返回值就是 custom_loss_func

FunctionDef _log_loss(self, y_true, y_pred, eps, normalize, sample_weight, labels)

_log_loss: 此函数用于计算对数损失,也称为逻辑回归损失或交叉熵损失。

参数:

  • y_true: 真实标签数组。
  • y_pred: 预测结果数组。
  • eps: 用于改善计算精度的小量,默认值为1e-7。
  • normalize: 指示是否对损失进行归一化的布尔值,默认为True。
  • sample_weight: 样本权重数组,默认为None。
  • labels: 标签数组,默认为None。

代码描述: 此函数封装了log_loss函数,用于计算模型预测的对数损失。对数损失是评估分类模型性能的一种重要指标,特别是在二分类问题中。此函数允许通过eps参数调整计算精度,以及通过normalize参数控制是否对损失进行归一化处理。此外,还可以通过sample_weightlabels参数对计算过程进行更细致的控制。

在项目中,_log_loss函数被_get_metrics方法调用。_get_metrics方法负责根据指定的评估指标集合构建一个指标函数字典。当指标集合中包含"binary_crossentropy"或"logloss"时,根据set_eps参数的值,_get_metrics方法会选择使用_log_loss函数或直接使用log_loss函数来计算对数损失。这表明_log_loss函数在模型评估过程中起到了定制化计算对数损失的作用,允许在特定情况下通过调整eps参数来提高计算的精度。

注意:

  • 在使用此函数时,确保y_truey_pred的长度相同,且它们的值应该是有效的概率值(即在0到1之间)。
  • eps参数的默认值通常足够小,以避免计算中的数值问题,但在某些极端情况下可能需要调整。

输出示例: 假设有真实标签y_true = [1, 0, 1, 0]和预测结果y_pred = [0.9, 0.1, 0.8, 0.2],调用_log_loss(y_true, y_pred)可能返回一个浮点数,例如0.164,表示模型预测的平均对数损失。


FunctionDef _get_metrics(self, metrics, set_eps)

_get_metrics: 此函数用于根据指定的评估指标集合构建一个指标函数字典。

参数:

  • metrics: 一个包含评估指标名称的列表。
  • set_eps: 一个布尔值,指示是否在计算对数损失时设置eps参数以提高计算精度,默认为False。

代码描述: _get_metrics函数负责根据传入的metrics参数(一个包含评估指标名称的列表)构建一个指标函数字典。该字典的键为指标名称,值为对应的评估函数。支持的评估指标包括二元交叉熵("binary_crossentropy"或"logloss")、AUC("auc")、均方误差("mse")以及准确率("accuracy"或"acc")。对于二元交叉熵,根据set_eps参数的值,可以选择使用自定义的_log_loss函数或标准的log_loss函数来计算对数损失。_log_loss函数提供了通过eps参数调整计算精度的能力。此外,该函数还会更新self.metrics_names列表,包含所有传入的评估指标名称。

在项目中,_get_metrics方法被compile方法调用。compile方法在模型编译过程中使用,用于设置优化器、损失函数和评估指标。通过_get_metrics方法,compile方法能够根据用户指定的评估指标集合构建出一个评估指标函数字典,进而在模型训练和评估过程中使用这些指标来监控模型性能。

注意:

  • 确保传入的metrics参数中的指标名称是支持的指标之一。
  • 当使用二元交叉熵作为评估指标时,通过set_eps参数可以控制是否使用自定义的对数损失计算方法,这可能对模型评估的精度有所影响。

输出示例: 假设调用_get_metrics(metrics=["auc", "binary_crossentropy"], set_eps=True),可能返回的字典示例为:

{
    "auc": roc_auc_score,
    "binary_crossentropy": <function UserModel._log_loss at 0x7f8b2d3c8d30>
}

此字典中,"auc"键对应的值为roc_auc_score函数,"binary_crossentropy"键对应的值为UserModel类中定义的_log_loss方法的引用。


FunctionDef save_model_embedding(self)

save_model_embedding: 此函数的功能是保存模型嵌入。

参数: 此函数没有参数。

代码描述: save_model_embedding 函数是 UserModel 类的一个方法,旨在保存模型的嵌入表示。从代码片段来看,该函数通过访问 self.embedding_dict 属性来实现其功能。然而,基于提供的代码片段,具体的保存逻辑并未给出,这意味着此函数可能依赖于 embedding_dict 属性的内部状态或者是通过其他方法间接实现嵌入的保存。在实际应用中,embedding_dict 可能包含了用户模型的嵌入向量,这些嵌入向量是通过某种机器学习算法得到的,用于表示用户的特征或者偏好。

注意: 使用此函数时,需要确保 embedding_dict 已经被正确初始化并包含了有效的嵌入数据。此外,考虑到函数实现的不完整性,开发者可能需要根据实际应用场景补充嵌入保存的具体逻辑,例如将嵌入向量保存到文件或数据库中。在没有进一步实现细节的情况下,直接调用此函数可能不会产生预期的效果。因此,开发者在使用前应仔细考虑如何集成此函数到整个用户模型的保存和加载流程中。


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