如何找到中位数和使用星火分位数如何找到中位数和使用星火分位数(How to find median

2019-05-10 13:42发布

我怎样才能找到的平均RDD使用分布式方法,IPython的整数,和Spark? 该RDD是约700 000元,因此过大,以收集和发现中位数。

这个问题类似于这个问题。 然而,问题的答案是使用Scala的,我不知道。

我该如何计算与Apache星火确切的中位数?

使用Scala的答案的思维,我想用Python语言编写了类似的回答。

我知道我首先要排序的RDD 。 我不知道怎么。 我看到sortBy (排序此RDD由给定keyfunc )和sortByKey (排序此RDD ,其被假定为包括(键,值)对。)的方法。 我认为两者都使用键值和我RDD只有整数元素。

  1. 首先,我想这样做的myrdd.sortBy(lambda x: x)
  2. 接下来,我会发现RDD的长度( rdd.count()
  3. 最后,我想找到的元素,或在RDD中心2个元素。 我需要用这种方法也有帮助。

编辑:

我有一个想法。 也许我可以索引我RDD ,然后键入=指数值=元素。 然后,我可以尝试通过值进行排序? 我不知道这是可能的,因为只有一个sortByKey方法。

Answer 1:

星火2.0+:

您可以使用approxQuantile其实现方法格林沃尔德-卡纳算法 :

Python的

df.approxQuantile("x", [0.5], 0.25)

斯卡拉

df.stat.approxQuantile("x", Array(0.5), 0.25)

其中最后一个参数是相对误差。 该数值越低,更准确的结果,更昂贵的计算。

由于火花2.2( 火花14352 ),它支持在多个列上估算:

df.approxQuantile(["x", "y", "z"], [0.5], 0.25)

df.approxQuantile(Array("x", "y", "z"), Array(0.5), 0.25)

火花<2.0

蟒蛇

正如我在评论中提到过它是最有可能不值得大惊小怪。 如果数据是比较小的,如你的情况,然后简单地收集并在本地计算位数:

import numpy as np

np.random.seed(323)
rdd = sc.parallelize(np.random.randint(1000000, size=700000))

%time np.median(rdd.collect())
np.array(rdd.collect()).nbytes

这需要在我几年的旧电脑及周边内存5.5MB左右0.01秒。

如果数据是更大的排序将是一个限制因素,因此不但得不到一个确切的价值它可能是更好的样本,收集,并在本地计算。 但是,如果你真的想用星火这样的事情应该做的伎俩(如果我没惹任何东西):

from numpy import floor
import time

def quantile(rdd, p, sample=None, seed=None):
    """Compute a quantile of order p ∈ [0, 1]
    :rdd a numeric rdd
    :p quantile(between 0 and 1)
    :sample fraction of and rdd to use. If not provided we use a whole dataset
    :seed random number generator seed to be used with sample
    """
    assert 0 <= p <= 1
    assert sample is None or 0 < sample <= 1

    seed = seed if seed is not None else time.time()
    rdd = rdd if sample is None else rdd.sample(False, sample, seed)

    rddSortedWithIndex = (rdd.
        sortBy(lambda x: x).
        zipWithIndex().
        map(lambda (x, i): (i, x)).
        cache())

    n = rddSortedWithIndex.count()
    h = (n - 1) * p

    rddX, rddXPlusOne = (
        rddSortedWithIndex.lookup(x)[0]
        for x in int(floor(h)) + np.array([0L, 1L]))

    return rddX + (h - floor(h)) * (rddXPlusOne - rddX)

和一些测试:

np.median(rdd.collect()), quantile(rdd, 0.5)
## (500184.5, 500184.5)
np.percentile(rdd.collect(), 25), quantile(rdd, 0.25)
## (250506.75, 250506.75)
np.percentile(rdd.collect(), 75), quantile(rdd, 0.75)
(750069.25, 750069.25)

最后让界定位数:

from functools import partial
median = partial(quantile, p=0.5)

到目前为止好,但它需要4.66 S IN本地模式没有任何网络通信。 有可能是方法来改善这一点,但为什么还要这么做呢?

独立语言 (蜂巢向外):

如果您使用HiveContext你也可以使用蜂巢UDAFs。 其整体数值:

rdd.map(lambda x: (float(x), )).toDF(["x"]).registerTempTable("df")

sqlContext.sql("SELECT percentile_approx(x, 0.5) FROM df")

随着连续的值:

sqlContext.sql("SELECT percentile(x, 0.5) FROM df")

percentile_approx你可以通过它决定了多项纪录使用一个额外的参数。



Answer 2:

添加一个解决方案,如果你只想要一个RDD法和不想要移动到DF。 这个片段可以让你百分的双重的RDD。

如果你输入的百分位为50,你应该获得您所需的中位数。 让我知道,如果有任何一个角落的情况不占。

/**
  * Gets the nth percentile entry for an RDD of doubles
  *
  * @param inputScore : Input scores consisting of a RDD of doubles
  * @param percentile : The percentile cutoff required (between 0 to 100), e.g 90%ile of [1,4,5,9,19,23,44] = ~23.
  *                     It prefers the higher value when the desired quantile lies between two data points
  * @return : The number best representing the percentile in the Rdd of double
  */    
  def getRddPercentile(inputScore: RDD[Double], percentile: Double): Double = {
    val numEntries = inputScore.count().toDouble
    val retrievedEntry = (percentile * numEntries / 100.0 ).min(numEntries).max(0).toInt


    inputScore
      .sortBy { case (score) => score }
      .zipWithIndex()
      .filter { case (score, index) => index == retrievedEntry }
      .map { case (score, index) => score }
      .collect()(0)
  }


Answer 3:

这里是我使用窗口函数(带pyspark 2.2.0)中使用的方法。

from pyspark.sql import DataFrame

class median():
    """ Create median class with over method to pass partition """
    def __init__(self, df, col, name):
        assert col
        self.column=col
        self.df = df
        self.name = name

    def over(self, window):
        from pyspark.sql.functions import percent_rank, pow, first

        first_window = window.orderBy(self.column)                                  # first, order by column we want to compute the median for
        df = self.df.withColumn("percent_rank", percent_rank().over(first_window))  # add percent_rank column, percent_rank = 0.5 coressponds to median
        second_window = window.orderBy(pow(df.percent_rank-0.5, 2))                 # order by (percent_rank - 0.5)^2 ascending
        return df.withColumn(self.name, first(self.column).over(second_window))     # the first row of the window corresponds to median

def addMedian(self, col, median_name):
    """ Method to be added to spark native DataFrame class """
    return median(self, col, median_name)

# Add method to DataFrame class
DataFrame.addMedian = addMedian

然后调用addMedian法计算COL2的中位数:

from pyspark.sql import Window

median_window = Window.partitionBy("col1")
df = df.addMedian("col2", "median").over(median_window)

最后,你可以在需要时组。

df.groupby("col1", "median")


Answer 4:

我已经写这需要数据帧作为输入,并返回具有值作为超过一个分区和order_col的输出的数据帧是一个我们想要计算part_col位数的列是在我们想要计算中值的级别的功能:

from pyspark.sql import Window
import pyspark.sql.functions as F

def calculate_median(dataframe, part_col, order_col):
    win = Window.partitionBy(*part_col).orderBy(order_col)
#     count_row = dataframe.groupby(*part_col).distinct().count()
    dataframe.persist()
    dataframe.count()
    temp = dataframe.withColumn("rank", F.row_number().over(win))
    temp = temp.withColumn(
        "count_row_part",
        F.count(order_col).over(Window.partitionBy(part_col))
    )
    temp = temp.withColumn(
        "even_flag",
        F.when(
            F.col("count_row_part") %2 == 0,
            F.lit(1)
        ).otherwise(
            F.lit(0)
        )
    ).withColumn(
        "mid_value",
        F.floor(F.col("count_row_part")/2)
    )

    temp = temp.withColumn(
        "avg_flag",
        F.when(
            (F.col("even_flag")==1) &
            (F.col("rank") == F.col("mid_value"))|
            ((F.col("rank")-1) == F.col("mid_value")),
            F.lit(1)
        ).otherwise(
        F.when(
            F.col("rank") == F.col("mid_value")+1,
            F.lit(1)
            )
        )
    )
    temp.show(10)
    return temp.filter(
        F.col("avg_flag") == 1
    ).groupby(
        part_col + ["avg_flag"]
    ).agg(
        F.avg(F.col(order_col)).alias("median")
    ).drop("avg_flag")


文章来源: How to find median and quantiles using Spark