将具有各种向量长度的列表(压缩行存储)转换为 R 中的稀疏矩阵



我用来将稀疏数据存储在具有DynamicColumns结构的MariaDB表中。 当我将其导入R时,我得到以下db_frame数据框:

db_frame <- dbGetQuery(mydb, "SELECT uid, column_json(groups) FROM matrix")
db_frame
uid                      column_json(groups)
1   8              {"33755311":1,"58534882":1}
2   9                           {"75338985":1}
3  15               {"5445504":1,"58534882":1}
4  16 {"14897324":1,"22522055":1,"68471405":1}
5  20              {"22522055":1,"48940689":1}

我的目标是将其从上面的压缩行存储转换为以下稀疏格式(!矩阵:

14897324 22522055 33755311 48940689 5445504 58534882 68471405 75338985
8         .        .        1        .       .        1        .        .
9         .        .        .        .       .        .        .        1
15        .        .        .        .       1        1        .        .
16        1        1        .        .       .        .        1        .
20        .        1        .        1       .        .        .        .

我以两种方式做到这一点,但在我看来,这两种方式都非常低效。 在现实生活中,变量(列)的数量约为2-3K,观测值(行)的数量~100万。所以我的两种方法都需要很长时间才能完成工作(几天)。

有没有其他更优雅的方式来进行这种转换? 提前谢谢你!

UPD:有指向两个 R 格式的数据帧的链接:

  1. db_frame - 示例 5 观测值中的数据框
  2. db_frame_10K - 具有 10K 观测值的真实数据帧,用于速度测试

UPD2:具有 10K 观察
功能的转换数据帧的速度比较表酷睿 i3 2.93 Ghz

方法1 我的162-188秒 方法2 我的94-102秒 方法3 @amatsuo_net 47-57 秒(但不完全需要的格式) 方法4 @amatsuo_net+我的6秒

供您参考,我的两种方法:

第一步是将数据框转换为更友好的列表db_frame以便能够从中提取每个观测值的变量名称。

library("rjson")
var_list <- lapply(db_frame[,-1],fromJSON)
var_list_names <- lapply(var_list,names)
var_list_names
[[1]]
[1] "33755311" "58534882"
[[2]]
[1] "75338985"
[[3]]
[1] "5445504"  "58534882"
[[4]]
[1] "14897324" "22522055" "68471405"
[[5]]
[1] "22522055" "48940689"

变量和观测值名称列表:

groups <- sort(unique(unlist(var_list_names)))
groups
[1] "14897324" "22522055" "33755311" "48940689" "5445504"  "58534882" "68471405" "75338985"
uids <- db_frame$uid
uids
[1] "8"  "9"  "15" "16" "20"

------------- 使用"for i"循环的方法 1

row_number = length(uids)
col_number = length(groups)
# creating empty sparse matrix M1
M1 <- sparseMatrix(dims = c(row_number,col_number), i={}, j={}, x=1)
rownames(M1) <- uids
colnames(M1) <- groups
# filling M1
for (i in 1:row_number) {
M1[i,var_list_names[[i]]] <-1
}
M1

-------------- 使用"reshape2"的方法 2

library("reshape2")
long <- melt(var_list)
long
value       L2 L1
1      1 33755311  1
2      1 58534882  1
3      1 75338985  2
4      1  5445504  3
5      1 58534882  3
6      1 14897324  4
7      1 22522055  4
8      1 68471405  4
9      1 22522055  5
10     1 48940689  5
i=long$L1
j=match(long[,"L2"],groups)
M2 <-sparseMatrix(i=i, j=j, x=1)
rownames(M2) <- uids
colnames(M2) <- groups
M2

感谢@amatsuo_net指出我data.table包中的rbindlist功能。
我稍微简化了他的代码,并添加了稀疏格式的转换。
测试10K观察的转换时间令人印象深刻,为6秒

-------------- 使用"rbindlist"的方法4

library(RMySQL)
library(Matrix)
library(rjson)
library(data.table)
library(magrittr)
df <- dbGetQuery(mydb, "SELECT uid, column_json(groups) FROM matrix")    
# "rbindlist" does all the work    
M3 <- lapply(df[,-1],fromJSON) %>% rbindlist(fill=TRUE)
# replace NA with 0 (required for sparsematrix type)
M3[is.na(M3)] <- 0 
# converting to sparsematrix type
M3 <- as(as.matrix(M3), "sparseMatrix")
# make some order :)
M3 <- M3[, order(as.integer(colnames(M3)))]
row.names(M3) <- df$uid

我认为这会起作用,但不确定它会有多高效,因为我没有测试数据。

library(data.table)
library(magrittr)
split(df, seq(nrow(df))) %>% 
lapply(function(x) {
dt <- data.table(t(unlist(fromJSON(x$column_json))))
dt[, id := x$uid]
}) %>% 
rbindlist(fill = TRUE)

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