python 检索CSR矩阵的值

5us2dqdw  于 2022-12-02  发布在  Python
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我有一个CSR矩阵,我希望能够检索列索引和值。
下面是我创建矩阵的方法(使用scipy.sparse中的csr_matrix):

indptr = np.empty(nbr_of_rows + 1)  # nbr_of_rows = 134,465
indptr[0] = 0
for i in range(1, len(indptr)):
    indptr[i] = indptr[i-1] + len(data[i-1])  # type(data) = list ; len(data) = 134,465 ; type(data[0]) = numpy.darray (each subarray has a different length)
data = np.concatenate(data).ravel()  # now I have type(data) = numpy.darray ; len(data) = 2,821,574
ind = np.concatenante(ind).ravel  # same than above

X = csr_matrix((data, ind, indptr), shape=(nbr_of_rows, nbr_of_columns))  # nbr_of_columns = 3,991
print(f"The matrix has a shape of {X.shape} and a sparsity of {(1 - (X.nnz / (X.shape[0] * X.shape[1]))): .2%}.")
# OUT: The matrix has a shape of (134465, 3991) and a sparsity of 99.47%.

到目前为止一切顺利(至少我是这么认为的)。但是现在,即使我设法检索了列索引,我也不能成功地检索值:

np.alltrue(ind == X.nonzero()[1])  # True
np.alltrue(data == X[X.nonzero()])  # False

当我看得更深时,我发现我得到了 * 几乎 * 所有的值(只有少量的错误):

len(data) == len(X[X.nonzero()].tolist()[0])  # True
len(np.argwhere((data==X[X.nonzero()]) == False))  # 2184

因此,在总共2,821,574个值中,我“只”得到了2,184个错误值。
有人能帮我从我的CSR矩阵中获得所有正确的值吗?

zf9nrax1

zf9nrax11#

根据您存储在矩阵中的值的类型(numpy.float64numpy.int64),下面的帖子可能会回答您的问题:https://github.com/scipy/scipy/issues/13329#issuecomment-753541268
特别是,注解“* 显然,当数据是numpy数组而不是列表时,我没有得到错误。*”表明将data作为numpy.array而不是list可以解决您的问题。
希望这至少能让你走上正轨。

esbemjvw

esbemjvw2#

如果没有data,我就无法复制您的问题,而且即使使用这么大的数组,我也可能不想这样做。
但是我将试着说明当用这种方法构造一个矩阵时,我期望发生什么。从另一个问题开始,我在Ipython会话中有一个小矩阵:

In [60]: Mx
Out[60]: 
<1x3 sparse matrix of type '<class 'numpy.intc'>'
    with 2 stored elements in Compressed Sparse Row format>
In [61]: Mx.A
Out[61]: array([[0, 1, 2]], dtype=int32)

nonzero返回coo索引,行,列

In [62]: Mx.nonzero()
Out[62]: (array([0, 0], dtype=int32), array([1, 2], dtype=int32))

csr属性包括:

In [63]: Mx.data,Mx.indices,Mx.indptr
Out[63]: 
(array([1, 2], dtype=int32),
 array([1, 2], dtype=int32),
 array([0, 2], dtype=int32))

现在,让我们使用Mx的属性创建一个新的矩阵。假设您正确地构建了indptrindicesdata,这应该可以模仿您所做的操作:

In [64]: newM = sparse.csr_matrix((Mx.data, Mx.indices, Mx.indptr))    
In [65]: newM.A
Out[65]: array([[0, 1, 2]], dtype=int32)

data两个矩阵之间的匹配:

In [68]: Mx.data==newM.data
Out[68]: array([ True,  True])

dataid不匹配,但它们的基匹配。请参阅我最近的回答,了解为什么这是相关的
https://stackoverflow.com/a/74543855/901925

In [75]: id(Mx.data.base), id(newM.data.base)
Out[75]: (2255407394864, 2255407394864)

这意味着对newA的更改将出现在Mx中:

In [77]: newM[0,1] = 100
In [78]: newM.A
Out[78]: array([[  0, 100,   2]], dtype=int32)
In [79]: Mx.A
Out[79]: array([[  0, 100,   2]], dtype=int32)

富勒试验

让我们对您的代码进行一个小规模测试:

In [92]: data = np.array([[1.23,2],[3],[]],object); ind = np.array([[1,2],[3],[]],object)
    ...: indptr = np.empty(4)  
    ...: indptr[0] = 0
    ...: for i in range(1, 4):
    ...:     indptr[i] = indptr[i-1] + len(data[i-1])
    ...: data = np.concatenate(data).ravel()    
    ...: ind = np.concatenate(ind).ravel()  # same than above

In [93]: data,ind,indptr
Out[93]: (array([1.23, 2.  , 3.  ]), array([1., 2., 3.]), array([0., 2., 3., 3.]))

而稀疏矩阵:

In [94]: X = sparse.csr_matrix((data, ind, indptr), shape=(3,3))    
In [95]: X
Out[95]: 
<3x3 sparse matrix of type '<class 'numpy.float64'>'
    with 3 stored elements in Compressed Sparse Row format>

data匹配项:

In [96]: X.data
Out[96]: array([1.23, 2.  , 3.  ])

In [97]: data == X.data
Out[97]: array([ True,  True,  True])

且实际上是view

In [98]: data[1]+=.23; data
Out[98]: array([1.23, 2.23, 3.  ])    
In [99]: X.A
Out[99]: 
array([[0.  , 1.23, 2.23],
       [0.  , 0.  , 0.  ],
       [3.  , 0.  , 0.  ]])

哎呀

我在指定X形状时出错:

In [110]: X = sparse.csr_matrix((data, ind, indptr), shape=(3,4))

In [111]: X.A
Out[111]: 
array([[0.  , 1.23, 2.23, 0.  ],
       [0.  , 0.  , 0.  , 3.  ],
       [0.  , 0.  , 0.  , 0.  ]])

In [112]: X.data
Out[112]: array([1.23, 2.23, 3.  ])

In [113]: X.nonzero()
Out[113]: (array([0, 0, 1], dtype=int32), array([1, 2, 3], dtype=int32))

In [114]: X[X.nonzero()]
Out[114]: matrix([[1.23, 2.23, 3.  ]])

In [115]: data
Out[115]: array([1.23, 2.23, 3.  ])

In [116]: data == X[X.nonzero()]
Out[116]: matrix([[ True,  True,  True]])

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