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PageRank算法原理与实现

时间:2019-09-13 15:10:00来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:69次「手机版」
 

pagerank

正文共835个字,8张图,预计阅读时间6分钟。

1、pagerank

1.1.简介

PageRank,又称网页排名谷歌左侧排名,是一种由搜索引擎根据网页之间相互的超链接计算的技术,而作为网页排名的要素之一,以Google公司创办人拉里·佩奇(Larry Page)之姓来命名。Google用它来体现网页的相关性和重要性,在搜索引擎优化操作中是经常被用来评估网页优化的成效因素之一。

假设一个由4个网页组成的群体:A,B,C和D。如果所有页面都只链接至A,那么A的PR(PageRank)值将是B,C及D的Pagerank总和。

640?wx_fmt=png

重新假设B链接到A和C,C只链接到A,并且D链接到全部其他的3个页面。一个页面总共只有一票。所以B给A和C每个页面半票。以同样的逻辑,D投出的票只有三分之一算到了A的PageRank上。

640?wx_fmt=png

1.2.公式

对于一个页面A,那么它的pr值为:

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  • PR(A) 是页面A的PR值

  • PR(Ti)是页面Ti的PR值,在这里,页面Ti是指向A的所有页面中的某个页面

  • C(Ti)是页面Ti的出度,也就是Ti指向其他页面的边的个数

  • d 为阻尼系数,其意义是,在任意时刻,用户到达某页面后并继续向后浏览的概率,

该数值是根据上网者使用浏览器书签的平均频率估算而得,通常d=0.85

还有一个版本的公式:

640?wx_fmt=png

N为页面的总数

1.3.具体实例

640?wx_fmt=png

三个页面A、B、C

为了便于计算,我们假设每个页面的PR初始值为1,d为0.5。

  • 页面A的PR值计算如下:

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  • 页面B的PR值计算如下:

640?wx_fmt=png

  • 页面C的PR值计算如下:

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下面是迭代计算12轮之后,各个页面的PR值:

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那么什么时候,迭代结束哪?一般要设置收敛条件:比如上次迭代结果与本次迭代结果小于某个误差,我们结束程序运行;比如还可以设置最大循环次数。

2、代码实现

 1import numpy as np

2from scipy.sparse import csc_matrix

3

4def pageRank(G, s=.85, maxerr=.0001):

5"""

6Computes the pagerank for each of the n states

7parameters

8----------

9G: matrix representing state transitions

10Gij is a binary value representing a transition from state i to j.

11s: probability of following a transition. 1-s probability of teleporting

12to another state.

13maxerr: if the sum of pageranks between iterations is bellow this we will

14    have converged.

15"""

16n = G.shape[0]

17# 将 G into 马尔科夫 A

18A = csc_matrix(G, dtype=np.float)

19rsums = np.array(A.sum(1))[:, 0]

20ri, ci = A.nonzero()

21A.data /= rsums[ri]

22sink = rsums == 0

23# 计算PR值,直到满足收敛条件

24ro, r = np.zeros(n), np.ones(n)

25while np.sum(np.abs(r - ro)) > maxerr:

26ro = r.copy()

27for i in range(0, n):

28    ai = np.array(A[:, i].todense())[:, 0]

29    Di = sink / float(n)

30    Ei = np.ones(n) / float(n)

31    r[i] = ro.dot(Ai * s + Di * s + Ei * (1 - s))

32 # 归一化

33 return r / float(sum(r))

34 if __name__ == '__main__':

35 # 上面的例子

36 G = np.array([[0, 0, 1],

37          [1, 0, 0],

38          [1, 1, 0]])

39 print(pageRank(G, s=0.85))

40 # 结果:

41 [0.51203622 0.19313191 0.29483187]

3、参考资料

1、Pagerank Algorithm explained(https://www.slideshare.net/jdhaar/pagerank-algorithm-explaned)

2、【大创_社区划分】——PageRank算法的解析与Python实现(https://blog.csdn.net/gamer_gyt/article/details/47443877)

3、浅入浅出:PageRank算法(https://www.letiantian.me/2014-06-10-pagerank/)

4、PageRank(https://en.wikipedia.org/wiki/PageRank)

原文链接:https://www.jianshu.com/p/6af90342c3ba

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