读代码-Pattern和FrequentPatternMaxHeap

本文详细解读了Apache Mahout FPM模块中FPGrowth算法的Pattern类和Frequent Pattern Max Heap数据结构,包括Pattern类的属性、方法以及Frequent Pattern Max Heap的插入策略和维护机制。
package org.apache.mahout.fpm.pfpgrowth.fpgrowth;
public class Pattern implements Comparable<Pattern>

pattern封装了一组item,每个item的support值,整体的support值


private int[] pattern;

private long support = Long.MAX_VALUE;

private long[] supportValues;



判断pattern是否包含。由于pattern已经是升序排列,两个数组比较推进即可。
包含有几个个条件:1.本数组长度要小外来 2.如果外来数组已经大于本数组当前值则不可能3.要么两个数组都达到末尾,要么外来数组没有到末尾

public final boolean isSubPatternOf(Pattern frequentPattern) {
int[] otherPattern = frequentPattern.getPattern();
int otherLength = frequentPattern.length();
if (this.length() > frequentPattern.length()) {
return false;
}
int i = 0;
int otherI = 0;
while (i < length && otherI < otherLength) {
if (otherPattern[otherI] == pattern[i]) {
otherI++;
i++;
} else if (otherPattern[otherI] < pattern[i]) {
otherI++;
} else {
return false;
}
}
return otherI != otherLength || i == length;
}


扩容。增大1.5倍再复制之前的。

private void resize() {
int size = (int) (GROWTH_RATE * length);
if (size < DEFAULT_INITIAL_SIZE) {
size = DEFAULT_INITIAL_SIZE;
}
int[] oldpattern = pattern;
long[] oldSupport = supportValues;
this.pattern = new int[size];
this.supportValues = new long[size];
System.arraycopy(oldpattern, 0, this.pattern, 0, length);
System.arraycopy(oldSupport, 0, this.supportValues, 0, length);
}



增加一个item,总support取所有item最小值

public final void add(int id, long supportCount) {
dirty = true;
if (length >= pattern.length) {
resize();
}
this.pattern[length] = id;
this.supportValues[length++] = supportCount;
this.support = supportCount > this.support ? this.support : supportCount;
}



package org.apache.mahout.fpm.pfpgrowth.fpgrowth;
public final class FrequentPatternMaxHeap

在堆中保存top k个pattern

核心结构

private final PriorityQueue<Pattern> queue;


同一support值的pattern组成一个set

private final OpenLongObjectHashMap<Set<Pattern>> patternIndex;



判断是否可添加
如果容量未满直接可添加,如果已满,若support值大于当前最小也可以添加

public boolean addable(long support) {
return count < maxSize || least.support() <= support;
}



插入新pattern,如果堆满了,存在替换过程,如果有子pattern检查还要维护同support的集合。insert函数主要进行插入前的条件筛选,主要逻辑。

public void insert(Pattern frequentPattern) {
if (frequentPattern.length() == 0) {
return;
}

if (count == maxSize) {
if (frequentPattern.compareTo(least) > 0 && addPattern(frequentPattern)) {
Pattern evictedItem = queue.poll();
least = queue.peek();
if (subPatternCheck) {
patternIndex.get(evictedItem.support()).remove(evictedItem);
}
}
} else {
if (addPattern(frequentPattern)) {
count++;
if (least == null) {
least = frequentPattern;
} else {
if (least.compareTo(frequentPattern) < 0) {
least = frequentPattern;
}
}
}
}
}



具体的插入过程。检查子集,如果堆中已经有超集则不插入。

private boolean addPattern(Pattern frequentPattern) {
if (subPatternCheck) {
Long index = frequentPattern.support();
if (patternIndex.containsKey(index)) {
Set<Pattern> indexSet = patternIndex.get(index);
boolean replace = false;
Pattern replacablePattern = null;
for (Pattern p : indexSet) {
if (frequentPattern.isSubPatternOf(p)) {
return false;
} else if (p.isSubPatternOf(frequentPattern)) {
replace = true;
replacablePattern = p;
break;
}
}
if (replace) {
indexSet.remove(replacablePattern);
if (!indexSet.contains(frequentPattern) && queue.add(frequentPattern)) {
indexSet.add(frequentPattern);
}
return false;
}
queue.add(frequentPattern);
indexSet.add(frequentPattern);
} else {
queue.add(frequentPattern);
Set<Pattern> patternList;
if (!patternIndex.containsKey(index)) {
patternList = new HashSet<Pattern>();
patternIndex.put(index, patternList);
}
patternList = patternIndex.get(index);
patternList.add(frequentPattern);
}
} else {
queue.add(frequentPattern);
}
return true;
}
【论文复现】一种基于价格弹性矩阵的居民峰谷分时电价激励策略【需求响应】(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了一种基于价格弹性矩阵的居民峰谷分时电价激励策略,旨在通过需求响应机制优化电力系统的负荷分布。该研究利用Matlab进行代码实现,构建了居民用电行为与电价变动之间的价格弹性模型,通过分析不同时间段电价调整对用户用电习惯的影响,设计合理的峰谷电价方案,引导用户错峰用电,从而实现电网负荷的削峰填谷,提升电力系统运行效率与稳定性。文中详细阐述了价格弹性矩阵的构建方法、优化目标函数的设计以及求解算法的实现过程,并通过仿真验证了所提策略的有效性。; 适合人群:具备一定电力系统基础知识Matlab编程能力,从事需求响应、电价机制研究或智能电网优化等相关领域的科研人员及研究生。; 使用场景及目标:①研究居民用电行为对电价变化的响应特性;②设计并仿真基于价格弹性矩阵的峰谷分时电价激励策略;③实现需求响应下的电力负荷优化调度;④为电力公司制定科学合理的电价政策提供理论支持技术工具。; 阅建议:建议者结合提供的Matlab代码进行实践操作,深入理解价格弹性建模与优化求解过程,同时可参考文中方法拓展至其他需求响应场景,如工业用户、商业楼宇等,进一步提升研究的广度与深度。
针对TC275微控制器平台,基于AUTOSAR标准的引导加载程序实现方案 本方案详细阐述了一种专为英飞凌TC275系列微控制器设计的引导加载系统。该系统严格遵循汽车开放系统架构(AUTOSAR)规范进行开发,旨在实现可靠的应用程序刷写与启动管理功能。 核心设计严格遵循AUTOSAR分层软件架构。基础软件模块(BSW)的配置与管理完全符合标准要求,确保了与不同AUTOSAR兼容工具链及软件组件的无缝集成。引导加载程序本身作为独立的软件实体,实现了与上层应用软件的完全解耦,其功能涵盖启动阶段的硬件初始化、完整性校验、程序跳转逻辑以及通过指定通信接口(如CAN或以太网)接收验证新软件数据包。 在具体实现层面,工程代码重点处理了TC275芯片特有的多核架构与内存映射机制。代码包含了对所有必要外设驱动(如Flash存储器驱动、通信控制器驱动)的初始化与抽象层封装,并设计了严谨的故障安全机制与回滚策略,以确保在软件更新过程中出现意外中断时,系统能够恢复到已知的稳定状态。整个引导流程的设计充分考虑了时序确定性、资源占用优化以及功能安全相关需求,为汽车电子控制单元的固件维护与升级提供了符合行业标准的底层支持。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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