
任务描述: 本文的写作目的是从 DBLP 数据库中找到经常一起写作的合作者。熟悉数据挖掘中频繁项挖掘的经典算法( FP-Growth )并作出改进和优化。实验代码用python写的,分别在本地(Win8)和Hadoop集群(条件有限,虚拟机上跑的,3个节点)上实现。(下载本文所涉及全部代码 https://github.com/findmyway/DBLP-Coauthor )
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任务分解:从DBLP数据集中提取作者信息
建立索引作者ID并对文件编码
分析数据的规模
构建FP-Tree并从FP-Tree得到频繁项集
频繁项集挖掘结果分析
并行FP-Growth算法的可行性分析
Hadoop平台上实现FP-Growth算法
从 DBLP 数据集中提取作者信息首先从官网下载 DBLP 数据集 http://dblp.uni-trier.de/xml/ 只需下载 dblp.xml.gz 解压后得到 1G 多 dblp.xml 文件!文件略大。用 vim 打开文件后可以看到,所有的作者信息分布在以下这些属性中: 'article','inproceedings','proceedings','book','incollection','phdthesis','mastersthesis','www'
在这里使用 python 自带的 xml 分析器解析该文件(注意这里使用 sax 的方式)源码如下:(其核心思想为,分析器在进入上面那些属性中的某一个时,标记 flag=1 ,然后将 author 属性的内容输出到文件,退出时再标记 flag=0, 最后得到 authors.txt 文件)
getAuthors.py
01 import codecs
02 from xml.sax import handler , make_parser
03 paper_tag = ( 'article' , 'inproceedings' , 'proceedings' , 'book' ,
04 'incollection' , 'phdthesis' , 'mastersthesis' , 'www' )
05
.......44 result . close ()
45 source .close
()
建立索引作者 ID读取步骤 1 中得到的 authors.txt 文件,将其中不同的人名按照人名出现的次序编码,存储到文件 authors_index.txt 中,同时将编码后的合作者列表写入 authors_encoded.txt 文件。
encoded.py
01 import codecs
02 source = codecs . open ( 'authors.txt' , 'r' , 'utf-8' )
03 result = codecs . open ( 'authors_encoded.txt' , 'w' , 'utf-8' )
04 index = codecs . open ( 'authors_index.txt' , 'w' , 'utf-8' )
05 index_dic = {}
06 name_id = 0
07 ## build an index_dic, key -> authorName value => [id, count]08 for line in source :
09 name_list = line . split ( ',' )
10 for name in name_list :
11 if not ( name == ' \r\n ' ):
12 if name in index_dic :
13 index_dic [ name ][ 1 ] += 114 else :
15 index_dic [ name ] = [ name_id , 1 ]16 index . write ( name + u' \r\n ' )
17 name_id += 1
18 result . write ( str ( index_dic [ name ][ 0 ]) + u',' )19 result . write ( ' \r\n ' )
20
21 source . close ()
22 result . close ()
23 index .close
()
(这里注意编码,不然会出现UnicodeError,很蛋疼的。。。)
分析数据的规模查看在 DBLP 数据集中作者发表文章的数量。即统计只发表过 1 次文章的人数有多少,发表过 2 篇文章的人数有多少 ...... 发表过 n 篇文章的有多少人 ... 并且绘图:

分析可知,当支持度为 40 的作者数量接近 1000 ,随后支持度每增加 20 ,对应的作者数量减半,为了降低计算量,第一次实验时支持度阈值不宜选得太小,同时为了避免结果数量太少,初次实验时阈值可选在 40~60 之间(在接下来的实验中选的是 40 )。
view_data.py
01 from matplotlib.font_manager import FontProperties
02 font = FontProperties ( fname = r"c:\windows\fonts\simsun.ttc" , size = 14 )
03 import codecs
04 import matplotlib.pyplot as plt
05 import numpy as np
06 data = codecs . open ( 'authors_encoded.txt' , 'r' , 'utf-8' )
07 word_counts = {}
08 maxCounts = 0
09 for line in data :
10 line = line . split ( ',' )
11 for word in line