当前位置: 首页 > news >正文

图神经网络GNN(一)GraphEmbedding

DeepWalk


使用随机游走采样得到每个结点x的上下文信息,记作Context(x)。
SkipGram优化的目标函数:P(Context(x)|x;θ)
θ = argmax P(Context(x)|x;θ)
DeepWalk这种GraphEmbedding方法是一种无监督方法,个人理解有点类似生成模型的Encoder过程,下面的代码中,node_proj是一个简单的线性映射函数,加上elu激活函数,可以看作Encoder的过程。Encoder结束后就得到了Embedding后的隐变量表示。其实GraphEmbedding要的就是这个node_proj,但是由于没有标签,只有训练数据的内部特征,怎么去训练呢?这就需要看我们的训练任务了,个人理解,也就是说,这种无监督的embedding后的结果取决于你的训练任务,也就是Decoder过程。Embedding后的编码对Decoder过程越有利,损失函数也就越小,编码做的也就越好。在word2vec中,有两种训练任务,一种是给定当前词,预测其前两个及后两个词发生的条件概率,采用这种训练任务做出的embedding就是skip-gram;还有一种是给定当前词前两个及后两个词,预测当前词出现的条件概率,采用这种训练任务做出的embedding就是CBOW.DeepWalk作者的论文中采用的是skip-gram。故复现也采用skip-gram进行复现。
针对skip-gram对应的训练任务,代码中的node_proj相当于编码器,h_o_1和h_o_2相当于解码器。Encoder和Decoder可以先联合训练,训练结束后,可以只保留Encoder的部分,舍弃Decoder的部分。当再来一个独热编码的时候,可以直接通过node_proj映射,即完成了独热编码的embedding过程。
(本代码假定在当前结点去往各邻接结点的可能性相同,即不考虑边的权重)

import pandas as pd
import torch
import torch.nn as nn
import numpy as np
import random
import torch.nn.functional as F
import networkx as nx
from torch.nn import CrossEntropyLoss
from torch.optim.lr_scheduler import CosineAnnealingLR
from torch.distributions import Categorical
import matplotlib.pyplot as pltclass MyGraph():def __init__(self,device):super(MyGraph, self).__init__()self.G = nx.read_edgelist(path='data/wiki/Wiki_edgelist.txt',create_using=nx.DiGraph(),nodetype=None,data=[('weight',int)])self.adj_matrix = nx.attr_matrix(self.G)self.edges = nx.edges(self.G)self.edges_emb = torch.eye(len(self.G.edges)).to(device)self.nodes_emb = torch.eye(len(self.G.nodes)).to(device)class GraphEmbedding(nn.Module):def __init__(self,nodes_num,edges_num,device,emb_dim = 10):super(GraphEmbedding, self).__init__()self.device = deviceself.nodes_proj = nn.Parameter(torch.randn(nodes_num,emb_dim))self.edges_proj = nn.Parameter(torch.randn(edges_num,emb_dim))self.h_o_1 = nn.Parameter(torch.randn(emb_dim,nodes_num * 2))self.h_o_2 = nn.Parameter(torch.randn(nodes_num * 2,nodes_num))def forward(self,G:MyGraph):self.nodes_proj,self.edges_proj = self.nodes_proj.to(self.device),self.edges_proj.to(device)self.h_o_1,self.h_o_2 = self.h_o_1.to(self.device),self.h_o_2.to(self.device)# Encoderedges_emb,nodes_emb = torch.matmul(G.edges_emb,self.edges_proj),torch.matmul(G.nodes_emb,self.nodes_proj)nodes_emb = F.elu_(nodes_emb)edges_emb,nodes_emb = edges_emb.to(device),nodes_emb.to(device)# Decoderpolicy = self.DeepWalk(G,gamma=5,window=2)outputs = torch.matmul(torch.matmul(nodes_emb[policy[:,0]],self.h_o_1),self.h_o_2)policy,outputs = policy.to(device),outputs.to(device)return policy,outputsdef DeepWalk(self,Graph:MyGraph,gamma:int,window:int,eps=1e-9):# Calculate transpose matrixadj_matrix = torch.tensor(Graph.adj_matrix[0], dtype=torch.float32)for i in range(adj_matrix.shape[0]):adj_matrix[i,:] /= (torch.sum(adj_matrix[i]) + eps)adj_nodes = Graph.adj_matrix[1].copy()random.shuffle(adj_nodes)nodes_idx, route_result = [],[]for node in adj_nodes:node_idx = np.where(np.array(Graph.adj_matrix[1]) == node)[0].item()node_list = self.Random_Walk(adj_matrix,window=window,node_idx=node_idx)route_result.append(node_list)return torch.tensor(route_result)def Random_Walk(self,adj_matrix:torch.Tensor,window:int,node_idx:int):node_list = [node_idx]for i in range(window):pi = self.HMM_process(adj_matrix,node_idx)if torch.sum(pi) == 0:pi += 1 / pi.shape[0]node_idx = Categorical(pi).sample().item()node_list.append(node_idx)return node_listdef HMM_process(self,adj_matrix:torch.Tensor,node_idx:int,eps=1e-9):pi = torch.zeros((1, adj_matrix.shape[0]), dtype=torch.float32)pi[:,node_idx] = 1.0pi = torch.matmul(pi,adj_matrix)pi = pi.squeeze(0) / (torch.sum(pi) + eps)return piif __name__ == "__main__":epochs = 200device = torch.device("cuda:1")cross_entrophy_loss = CrossEntropyLoss().to(device)Graph = MyGraph(device)Embedding = GraphEmbedding(nodes_num=len(Graph.G.nodes), edges_num=len(Graph.G.edges),device=device).to(device)optimizer = torch.optim.Adam(Embedding.parameters(),lr=1e-5)scheduler=CosineAnnealingLR(optimizer,T_max=50,eta_min=0.05)loss_list = []epoch_list = [i for i in range(1,epochs+1)]for epoch in range(epochs):policy,outputs = Embedding(Graph)outputs = outputs.unsqueeze(1).repeat(1,policy.shape[-1]-1,1).reshape(-1,outputs.shape[-1])optimizer.zero_grad()loss = cross_entrophy_loss(outputs, policy[:,1:].reshape(-1))loss.backward()optimizer.step()scheduler.step()loss_list.append(loss.item())print(f"Loss : {loss.item()}")plt.plot(epoch_list,loss_list)plt.xlabel('Epoch')plt.ylabel('CrossEntrophyLoss')plt.title('Loss-Epoch curve')plt.show()

在这里插入图片描述

Node2Vec

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
修改Random_Walk函数如下:

    def Random_Walk(self,adj_matrix:torch.Tensor,window:int,node_idx:int):node_list = [node_idx]for i in range(window):pi = self.HMM_process(adj_matrix,node_idx)if torch.sum(pi) == 0:pi += 1 / pi.shape[0]if i > 0:v,t = node_list[-1],node_list[-2]x_list = torch.nonzero(adj_matrix[v]).squeeze(-1)for x in x_list:if t == x:  # 0pi[x] *= 1/self.pelif adj_matrix[t][x] == 1:  # 1pi[x] *= 1else:   # 2pi[x] *= 1/self.qnode_idx = Categorical(pi).sample().item()node_list.append(node_idx)return node_list

结果如下,这里令p=2,q=3,即1/p=0.5,1/q=0.33,会相对保守周围。结果似乎好了那么一点点。
在这里插入图片描述

相关文章:

图神经网络GNN(一)GraphEmbedding

DeepWalk 使用随机游走采样得到每个结点x的上下文信息,记作Context(x)。 SkipGram优化的目标函数:P(Context(x)|x;θ) θ argmax P(Context(x)|x;θ) DeepWalk这种GraphEmbedding方法是一种无监督方法,个人理解有点类似生成模型的Encoder过程…...

多目标平衡优化器黏菌算法(MOEOSMA)求解CEC2020多模式多目标优化

多目标平衡优化器黏菌算法(MOEOSMA)比现有的多目标黏菌算法具有更好的优化性能。在MOEOSMA中,动态系数用于调整勘探和开采趋势。采用精英存档机制来促进算法的收敛性。使用拥挤距离法来保持Pareto前沿的分布。采用平衡池策略模拟黏菌的协同觅…...

快速开发微信小程序之一登录认证

一、背景 记得11、12年的时候大家一窝蜂的开始做客户端Android、IOS开发,我是14年才开始做Andoird开发,干了两年多,然后18年左右微信小程序火了,我也做了两个小程序,一个是将原有牛奶公众号的功能迁移到小程序&#x…...

Mybatis配置文件(mybatis-config.xml)和Mapper映射文件(XXXMapper.xml)模板

配置文件 ${dirver} ---> com.mysql.jdbc.Driver ${url} ---> jdbc:mysql://localhost:3306/数据库名 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8" ?> <!DOCTYPE configurationPUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN""h…...

4. 条件查询

首先区分下match&#xff0c;match_phrase,term, 参考&#xff1a;https://zhuanlan.zhihu.com/p/592767668?utm_id0 1、全量查询分页指定source 示例&#xff1a;请求地址为http://127.0.0.1:9200/students/_search&#xff0c;请求体为&#xff1a; {"query":…...

【VIM】初步认识VIM-2

2-6 Vim 如何搜索替换_哔哩哔哩_bilibili 1-6行将self改成this 精确替换quack单词为交...

《HelloGitHub》第 90 期

兴趣是最好的老师&#xff0c;HelloGitHub 让你对编程感兴趣&#xff01; 简介 HelloGitHub 分享 GitHub 上有趣、入门级的开源项目。 https://github.com/521xueweihan/HelloGitHub 这里有实战项目、入门教程、黑科技、开源书籍、大厂开源项目等&#xff0c;涵盖多种编程语言 …...

Apache Hudi初探(五)(与flink的结合)--Flink 中hudi clean操作

背景 本文主要是具体说说Flink中的clean操作的实现 杂说闲谈 在flink中主要是CleanFunction函数&#xff1a; Overridepublic void open(Configuration parameters) throws Exception {super.open(parameters);this.writeClient FlinkWriteClients.createWriteClient(conf,…...

stream对list数据进行多字段去重

方法一&#xff1a; //根据sj和name去重 List<NursingHandover> testList list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toCollection(() -> new TreeSet<>(Comparator.comparing(o -> o.getj() ";" o.getName() ";&…...

一种基于体素的射线检测

效果 基于体素的射线检测 一个漏检的射线检测 从起点一直递增指定步长即可得到一个稀疏的检测 bool Raycast(Vector3 from, Vector3 forword, float maxDistance){int loop 6666;Vector3 pos from;Debug.DrawLine(from, from forword * maxDistance, Color.red);while (loo…...

利用Docker安装Protostar

文章目录 一、Protostar介绍二、Ubuntu下安装docker三、安装Protostar 一、Protostar介绍 Protostar是一个免费的Linux镜像演练环境&#xff0c;包含五个系列共23道漏洞分析和利用实战题目。 Protostar的安装有两种方式 第一种是下载镜像并安装虚拟机https://github.com/Exp…...

go基础语法10问

1.使用值为 nil 的 slice、map会发生啥 允许对值为 nil 的 slice 添加元素&#xff0c;但对值为 nil 的 map 添加元素&#xff0c;则会造成运行时 panic。 // map 错误示例 func main() {var m map[string]intm["one"] 1 // error: panic: assignment to entry i…...

SpringCloud + SpringGateway 解决Get请求传参为特殊字符导致400无法通过网关转发的问题

title: “SpringCloud SpringGateway 解决Get请求传参为特殊字符导致400无法通过网关转发的问题” createTime: 2021-11-24T10:27:5708:00 updateTime: 2021-11-24T10:27:5708:00 draft: false author: “Atomicyo” tags: [“tomcat”] categories: [“java”] description: …...

vim基本操作

功能&#xff1a; 命令行模式下的文本编辑器。根据文件扩展名自动判别编程语言。支持代码缩进、代码高亮等功能。使用方式&#xff1a;vim filename 如果已有该文件&#xff0c;则打开它。 如果没有该文件&#xff0c;则打开个一个新的文件&#xff0c;并命名为filename 模式…...

Drift plus penalty 漂移加惩罚Part1——介绍和工作原理

文章目录 正文Methodology 方法论Origins and applications 起源和应用How it works 它是怎样工作的The stochastic optimization problem 随机优化问题Virtual queues 虚拟队列The drift-plus-penalty expression 漂移加惩罚表达式Drift-plus-penalty algorithmApproximate sc…...

(四)动态阈值分割

文章目录 一、基本概念二、实例解析 一、基本概念 基于局部阈值分割的dyn_threshold()算子&#xff0c;适用于一些无法用单一灰度进行分割的情况&#xff0c;如背景比较复杂&#xff0c;有的部分比前景目标亮&#xff0c;或者有的部分比前景目标暗&#xff1b;又比如前景目标包…...

jvm介绍

1. JVM是什么 JVM是Java Virtual Machine的缩写&#xff0c;即咱们经常提到的Java虚拟机。虚拟机是一种抽象化的计算机&#xff0c;有着自己完善的硬件架构&#xff0c;如处理器、堆栈等&#xff0c;具体有什么咱们不做了解。目前我们只需要知道想要运行Java文件&#xff0c;必…...

数据结构与算法课后题-第三章(顺序队和链队)

#include <iostream> //引入头文件 using namespace std;typedef int Elemtype;#define Maxsize 5 #define ERROR 0 #define OK 1typedef struct {Elemtype data[Maxsize];int front, rear;int tag; }SqQueue;void InitQueue(SqQueue& Q) //初始化队列 {Q.rear …...

SSM - Springboot - MyBatis-Plus 全栈体系(十六)

第三章 MyBatis 三、MyBatis 多表映射 2. 对一映射 2.1 需求说明 根据 ID 查询订单&#xff0c;以及订单关联的用户的信息&#xff01; 2.2 OrderMapper 接口 public interface OrderMapper {Order selectOrderWithCustomer(Integer orderId); }2.3 OrderMapper.xml 配置…...

k8s--storageClass自动创建PV

文章目录 一、storageClass自动创建PV1.1 安装NFS1.2 创建nfs storageClass1.3 测试自动创建pv 一、storageClass自动创建PV 这里使用NFS实现 1.1 安装NFS 安装nfs-server&#xff1a; sh nfs_install.sh /mnt/data03 10.60.41.0/24nfs_install.sh #!/bin/bash### How to i…...

7.3 调用函数

前言&#xff1a; 思维导图&#xff1a; 7.3.1 函数调用的形式 我的笔记&#xff1a; 函数调用的形式 在C语言中&#xff0c;调用函数是一种常见的操作&#xff0c;主要有以下几种调用方式&#xff1a; 1. 函数调用语句 此时&#xff0c;函数调用独立存在&#xff0c;作为…...

如果使用pprof来进行性能的观测和优化

1. 分析性能瓶颈 在开始优化之前&#xff0c;首先需要确定你的程序的性能瓶颈在哪里。使用性能分析工具&#xff08;例如 Go 的内置 pprof 包&#xff09;来检测程序中消耗时间和内存的地方。这可以帮助你确定需要优化的具体部分。 2. 选择适当的数据结构和算法 选择正确的数…...

在移动固态硬盘上安装Ubuntu系统和ROS2

目录 原视频准备烧录 原视频 b站鱼香ros 准备 1.在某宝上买一个usb移动固态硬盘或固态U盘&#xff0c;至少64G 2.下载鱼香ros烧录工具 下载第二个就行了&#xff0c;不然某网盘的速度下载全部要一天 下载后&#xff0c;选择FishROS2OS制作工具压缩包&#xff0c;进行解压…...

【iptables 实战】02 iptables常用命令

一、iptables中基本的命令参数 -P 设置默认策略-F 清空规则链-L 查看规则链-A 在规则链的末尾加入新规则-I num 在规则链的头部加入新规则-D num 删除某一条规则-s 匹配来源地址IP/MASK&#xff0c;加叹号“&#xff01;”表示除这个IP外-d 匹配目标地址-i 网卡名称 匹配从这块…...

webview_flutter

查看webview内核 ​https://liulanmi.com/labs/core.html​ h5中获取设备 https://cloud.tencent.com/developer/ask/sof/105938013 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Navigator/mediaDevices web资源部署后navigator获取不到mediaDevices实例的解决方案&…...

【GESP考级C++】1级样题 闰年统计

GSEP 1级样题 闰年统计 题目描述 小明刚刚学习了如何判断平年和闰年&#xff0c;他想知道两个年份之间&#xff08;包含起始年份和终止年份&#xff09;有几个闰年。你能帮帮他吗&#xff1f; 输入格式 输入一行&#xff0c;包含两个整数&#xff0c;分别表示起始年份和终止…...

CentOS密码重置

背景&#xff1a; 我有一个CentOS虚拟机&#xff0c;但是密码忘记了&#xff0c;偶尔记起可以重置密码&#xff0c;于是今天尝试记录一下&#xff0c;又因为我最近记性比较差&#xff0c;所以必须要记录一下。 过程&#xff1a; 1、在引导菜单界面&#xff08;grub&#xff…...

Tomcat Servlet

Tomcat & Servlet 一、What is “Tomcat”?二、 What is “Servlet”?1、HttpServlet2、HttpServletRequest3、HttpServletResponse 一、What is “Tomcat”? Tomcat 本质上是一个基于 TCP 协议的 HTTP 服务器。我们知道HTTP是一种应用层协议&#xff0c;是 HTTP 客户端…...

国庆day2---select实现服务器并发

select.c&#xff1a; #include <myhead.h>#define ERR_MSG(msg) do{\fprintf(stderr,"__%d__:",__LINE__);\perror(msg);\ }while(0)#define IP "192.168.1.3" #define PORT 8888int main(int argc, const char *argv[]) {//创建报式套接字socketi…...

Grafana 开源了一款 eBPF 采集器 Beyla

eBPF 的发展如火如荼&#xff0c;在可观测性领域大放异彩&#xff0c;Grafana 近期也发布了一款 eBPF 采集器&#xff0c;可以采集服务的 RED 指标&#xff0c;本文做一个尝鲜介绍&#xff0c;让读者有个大概了解。 eBPF 基础介绍可以参考我之前的文章《eBPF Hello world》。理…...

网站设计深圳市/今天的新闻内容

单例写法 在OC中&#xff0c;我们通常是采用dispatch_once函数来帮助我们实现单例。dispatch_once可以保证马上执行函数并且线程安全。 (instancetype)sharedInstance { static id _instance nil; static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ …...

wordpress设置字体大小/目前最新推广平台

勒索已经成为黑客们的喜闻乐见的致富方式。 有调查显示&#xff0c;“勒索收入”已经占据了黑帽黑客经济来源的主要部分。对于黑客来说&#xff0c;进行一次勒索&#xff0c;只需要三步&#xff1a; 1、利用社工手段搞到被害者的信息 2、有针对性地释放一只木马&#xff0c;锁定…...

抖音电商/seo查询是什么

# 开始绘图 fig, ax1 plt.subplots() fig.set_size_inches(12, 6) plt.set_cmap(RdBu) # multiple line plot x np.arange(featureValuedf.shape[1]) # x坐标的范围 lw 4 # 控制线条的粗细 a, ax1.plot(x, featureValuedf.loc[Back].to_numpy(),linewidthlw, labelBack, ma…...

django做企业级网站/拉新推广渠道

毕业时写了一段时间的C&#xff0c;那时候调试使用gdb,后来转了java,当时就想java程序怎么调试&#xff0c;找了一下&#xff0c;果然&#xff0c;那就是jdk自带的jdbwindows里是这样的Linux下是这样的一般我在linux下来调试Java程序好&#xff0c;那么&#xff0c;问题来了&am…...

网站建设方案书安全性/大地seo

一、认识Web.config文件 Web.config文件是一个XML文本文件&#xff0c;它用来储存 ASP.NET Web 应用程序的配置信息&#xff08;如最常用的设置ASP.NET Web 应用程序的身份验证方式&#xff09;&#xff0c;它可以出现在应用程序的每一个目录中。当你通过VB.NET新建一个Web应用…...

电商网站如何做引流/网络营销策划内容

这个小编相信大家都很常用这个功能的&#xff0c;打个比方&#xff0c;要做首页推荐&#xff0c;如果接口里有20条数据&#xff0c;整好你想要显示6条数据&#xff0c;那就可以用这两种方法 用法&#xff1a;在循环后添加 .slice(0, 6) 用法(1)&#xff0c;直接在循环里定义 …...