【总结】推荐系统学习-LibMF

介绍

  LibMF的作者是大名鼎鼎的台湾国立大学，他们在机器学习领域享有盛名，近年连续多届KDD Cup竞赛上均获得优异成绩，并曾连续多年获得冠军。业界常用的LibSVM， Liblinear等都是他们开发的，开源代码的效率和质量都非常高。

  LibMF是在潜在空间使用两个矩阵，接近一个不完全矩阵。（原句是：LIBMF is an open source tool for approximating an incomplete matrix using the product of two matrices in a latent space.）

  矩阵分解（MF）通常在推荐系统中使用。LibMF有如下特点：

  1、providing solvers for real-valued matrix factorization, binary matrix factorization, and one-class matrix factorization（为实值矩阵分解，二元矩阵分解和一类矩阵分解提供解决办法）   2、parallel computation in a multi-core machine （多核机器中并行计算）   3、using CPU instructions (e.g., SSE) to accelerate vector operations（可使用CPU指令，比如SSE来加速向量运算）   taking less than 20 minutes to converge to a reasonable level on a data set of 1.7B ratings（在1.7B等级大小的数据上花不到20分钟来聚集到一个合理的级数）   4、cross validation for parameter selection（参数选择的交叉验证）   5、supporting disk-level training, which largely reduces the memory usage（支持磁盘级训练，大大减小内存使用）

编译

  在Ubuntu14.04上进行。环境需要g++4.6及以上。

  将下载的压缩文件上传至Ubuntu，解压。

  进入目录，输入“make”进行编译。

  编译后可看到这些文件

 

数据格式

   <row_idx> <col_idx> <value>

   在demo目录中，文件real_matrix.tr.txt' 和 `real_matrix.te.txt'是真值矩阵分解real-valued matrix factorization (RVMF)演示的训练和测试数据集。二元矩阵分解binary matrix factorization (BMF)中，`binary_matrix.tr.txt' 和`binary_matrix.te.txt.'中<value>集是{-1, 1}。在一类矩阵分解（one-class MF）中，所有的<value>都是正的。

模型格式

 LibMF把一个训练矩阵R变为一个k-by-m的矩阵 `P'和一个k-by-n的矩阵 `Q'，也就是R近似于 P'Q。训练过程结束后，这两个因子矩阵P和Ｑ被存到一个模型文件中。这个文件以如下打头：

　 `f': the loss function of the solved MF problem      `m': the number of rows in the training matrix,      `n': the number of columns in the training matrix,      `k': the number of latent factors,      `b': the average of all elements in the training matrix.

  从第五行开始，Ｐ和Ｑ的列就被一行接一行的存储。每一行，都有两个领导标志跟在一列值后面。第一个标志是被存储列的名字，第二个标志表明值的类型。如果第二个标志是‘T’，列是真值。否则，列的所有值是NaN。举个例子：

            [1 NaN 2]             [-1 -2]       P = |3 NaN 4|,     Q =  |-3 -4|,             [5 NaN 6]             [-5 -6]

      并且b=0.5，则模型文件的内容是：

      --------model file--------        m 3        n  2        k  3        b 0.5        p0 T 1 3 5        p1 F 0 0 0        p2 T 2 4 6        q0 T -1 -3 -5        q1 T -2 -4 -6        --------------------------

 使用

'mf-train'

用法: mf-train [options] training_set_file [model_file]

   

       “mf-train”是LibMF最主要的训练命令。每次迭代，下列信息都被打印出来：

    - iter: the index of iteration     - tr_xxxx: xxxx is the evaluation criterion on the training set     - va_xxxx: the same criterion on the validation set if `-p' is set     - obj: objective function value

    这里的`tr_xxxx' 和 `obj' 都是估计的，因为计算真的值太耗时间了。     对于不同的损失，标准如下：

        <loss>: <evaluation criterion>         -       0: root mean square error (RMSE)         -       1: mean absolute error (MAE)         -       2: generalized KL-divergence (KL)         -       5: logarithmic loss         -   6 & 7: accuracy         - 10 & 11: pair-wise logarithmic loss (BprLoss)

  'mf-predict'

     用法:mf-predict [options] test_file model_file output_file

    

  示例

   在demo目录中，有一个“demo.sh”shell脚本，运行它可以用来演示。

    下面做一些操作： 

mf-train real_matrix.tr.txt model

     train a model using the default parameters

    

mf-train -l1 0.05 -l2 0.01 real_matrix.tr.txt model

   train a model with the following regularization coefficients:

coefficient of L1-norm regularization on P = 0.05 coefficient of L1-norm regularization on Q = 0.05 coefficient of L2-norm regularization on P = 0.01 coefficient of L2-norm regularization on Q = 0.01  

mf-train -l1 0.015,0 -l2 0.01,0.005 real_matrix.tr.txt model

 train a model with the following regularization coefficients:

coefficient of L1-norm regularization on P = 0.05 coefficient of L1-norm regularization on Q = 0 coefficient of L2-norm regularization on P = 0.01 coefficient of L2-norm regularization on Q = 0.03  

mf-train -f 5 -l1 0,0.02 -k 100 -t 30 -r 0.02 -s 4 binary_matrix.tr.txt model

  train a BMF model using logarithmic loss and the following parameters:

coefficient of L1-norm regularization on P = 0 coefficient of L1-norm regularization on Q = 0.01 latent factors = 100 iterations = 30 learning rate = 0.02 threads = 4  

mf-train -p real_matrix.te.txt real_matrix.tr.txt model

use real_matrix.te.txt for hold-out validation

 

mf-train -v 5 real_matrix.tr.txt

 do five fold cross validation

 

mf-train -f 2 --nmf real_matrix.tr.txt

 do non-negative matrix factorization with generalized KL-divergence

 

mf-train --quiet real_matrix.tr.txt

 do not print message to screen

mf-train --disk real_matrix.tr.txt

 do disk-level training

 

mf-predict real_matrix.te.txt model output

  do prediction

 

mf-predict -e 1 real_matrix.te.txt model output

  do prediction and output MAE

   运行完以上操作后的文件夹

 

  希望操作过LibMF的人能给我一些建议，因为我在demo目录中运行"./demo.sh"时，第一次real_matrix可以运行出来：

 

 

 原文：http://blog.csdn.net/chenkfkevin/article/details/51064292