据我了解,aggregatefold的泛化,而这又是reduce的泛化。

类似地,combineByKeyaggregateByKey的泛化,而这又是foldByKey的泛化,而这又是reduceByKey的泛化。

但是,我很难为这七个方法中的每一个找到简单的示例,而这些示例只能由它们表示,而不能由它们的通用性较低的版本表示。例如,我发现http://blog.madhukaraphatak.com/spark-rdd-fold/给出了fold的示例,但是我也能够在相同的情况下使用reduce

到目前为止,我发现了什么:


我读到,更通用的方法可能更有效,但这是一项非功能性的要求,我想举一些无法用更具体的方法实现的示例。
我也读过传递给fold的函数只必须是关联的,而reduce的那个函数还必须是可交换的:https://stackoverflow.com/a/25158790/4533188(但是,我仍然不知道任何简单的示例。)而在https://stackoverflow.com/a/26635928/4533188中,阅读该折叠需要两个属性才能保持...
我们可以将零值视为一种功能(例如,对于fold而不是reduce),如“添加所有元素并加3”并使用3作为零值一样,但这会产生误导,因为会添加3每个分区,而不仅仅是一次。而且据我了解,这根本不是fold的目的-并不是要作为功能,而是实现它以具有非交换功能的必要性。


这七个方法的简单示例是什么?

最佳答案

让我们研究逻辑上实际需要的东西。

首先,请注意,如果您的集合是无序的,则集合上的任何(二进制)运算集都必须是可交换的和关联的,否则您将根据每次选择的顺序(任意)而得到不同的答案。由于reducefoldaggregate都使用二进制运算,因此,如果在无序(或被视为无序)的集合上使用这些内容,则所有内容都必须是可交换和关联的。

reduce是一种想法的实现,如果您可以将两件事情变成一件事情,则可以将任意长的集合折叠为一个元素。关联性正是这样的属性,只要最终将它们全部配对并保持从左到右的顺序不变,如何配对就无所谓了,这正是您所需要的。

a   b   c   d          a   b   c   d           a   b   c   d
a # b   c   d          a # b   c   d           a   b # c   d
(a#b)   c # d          (a#b) # c   d           a   (b#c)   d
(a#b) # (c#d)          ((a#b)#c) # d           a # ((b#c)#d)


只要操作(在此称为#)是关联的,上述所有内容都是相同的。没有理由交换左移和右移,因此该操作不需要是可交换的(加法是:a + b == b + a; concat不是:ab!= ba )。

reduce在数学上很简单,仅需要关联运算

但是,Reduce受到限制,因为它不适用于空集合,并且您不能更改类型。如果按顺序工作,则可以使用新类型和旧类型的函数,并使用新类型生成某些东西。这是顺序折叠(如果新类型在左侧,则向左折叠,如果在右侧,则向右折叠)。这里没有关于操作顺序的选择,因此可交换性和关联性以及所有内容均无关紧要。有一种方法可以按顺序浏览列表。 (如果要让左折和右折始终保持相同,则该操作必须是关联且可交换的,但是由于左右折通常不会意外互换,因此这对确保。)

当您要并行工作时,就会出现问题。您无法顺序浏览收藏夹;根据定义,这不是平行的!因此,您必须在多个位置插入新类型!我们将折叠操作称为@,然后说新类型在左侧。此外,我们将说我们总是从相同的元素Z开始。现在我们可以执行以下任何操作(以及更多操作):

  a     b     c     d        a     b     c     d         a     b     c     d
 Z@a    b     c     d       Z@a    b    Z@c    d        Z@a   Z@b   Z@c   Z@d
(Z@a) @ b     c     d      (Z@a) @ b   (Z@c) @ d
((Z@a)@b)  @  c     d
(((Z@a)@b)@c)    @  d


现在,我们有了一个或多个新类型的事物的集合。 (如果原始集合为空,则只需Z。)我们知道该怎么做!减少!因此,我们对新类型进行了归约运算(我们将其称为$,并记住它必须是关联的),然后进行聚合:

  a     b     c     d        a     b     c     d         a     b     c     d
 Z@a    b     c     d       Z@a    b    Z@c    d        Z@a   Z@b   Z@c   Z@d
(Z@a) @ b     c     d      (Z@a) @ b   (Z@c) @ d        Z@a $ Z@b   Z@c $ Z@d
((Z@a)@b)  @  c     d      ((Z@a)@b) $ ((Z@c)@d)    ((Z@a)$(Z@b)) $ ((Z@c)$(Z@d))
(((Z@a)@b)@c)    @  d


现在,这些东西看起来真的很不一样。我们如何确保它们最终相同?没有一个单一的概念可以描述这一点,但是Z@操作必须类似于零,并且$@必须是同态的,因为我们需要(Z@a)@b == (Z@a)$(Z@b)。这就是您需要的实际关系(并且在技术上与半群同态非常相似)。即使一切都是关联的和可交换的,也有各种各样的方法来挑选不好的东西。例如,如果Z0.0的双精度值,而@实际上是+,则Z类似于零,并且@是关联和可交换的。但是,如果$实际上是*(也具有关联性和可交换性),那么一切都会出错:

(0.0+2) * (0.0+3) == 2.0 * 3.0 == 6.0
((0.0+2) + 3)     == 2.0 + 3   == 5.0


非平凡聚合的一个示例是构建集合,其中@是“追加元素”运算符,而$是“ concat两个集合”运算。

aggregate非常棘手,需要关联的reduce操作,加上零值和与redho同构的fold-like操作

底线是aggregate不仅仅是reduce的概括。

但是,如果您实际上没有更改类型,则可以进行简化(简化形式)。如果Z实际上是z并且是实际零,则可以将其粘贴在所需的任何位置并使用reduce。同样,我们从概念上讲不需要交换性。我们只是坚持使用一个或多个z并进行归约,而我们的@$操作可以是同一件事,即我们在reduce上使用的原始#

  a   b   c   d             () <- empty
 z#a z#b                    z
 z#a (z#b)#c
 z#a ((z#b)#c)#d
(z#a)#((z#b)#c)#d


如果我们仅从此处删除z,则它工作得很好,实际上等同于if (empty) z else reduce。但是它还有另一种可能的工作方式。如果操作#也是可交换的,并且z实际上不是零,而是仅占据#的固定点(表示z#z == zz#a不一定只是a),那么您可以运行相同的事物,并且由于可交换性使您可以改变顺序,因此从概念上讲,您可以在开始时将所有z一起重新排序,然后将它们全部合并在一起。

这是平行折叠,实际上是与连续折叠完全不同的野兽。

(请注意,即使对于必须将操作进行关联和可交换的无序集合,foldaggregate都不是reduce的严格概括,因为某些操作没有一个合理的零!例如,将字符串缩短为最短长度具有作为其“零”,是最长的字符串,从概念上讲是不存在的,实际上是对内存的荒唐浪费。)

fold需要关联的归约运算加上零值或可交换的归约运算加上定点值

现在,您何时会使用不只是reduceOrElse(zero)的平行折叠?尽管它们可以存在,但实际上可能永远不会。例如,如果您有一个圆环,那么您通常会得到我们需要的固定点类型。例如,10%45 ==(10 * 10)%45,并且*在整数mod 45中既是关联的又是可交换的。因此,如果我们的集合是数字mod 45,则可以用和10的运算,并并行化,但是我们仍然得到相同的结果。很奇怪

但是,请注意,您可以将*的零和运算插入fold并获得完全相同的结果,因此aggregateaggregate的适当概括。

因此,底线是:


Reduce只需要关联的合并操作,但不更改类型,并且不适用于空的colleciton。
平行折叠尝试扩展fold,但需要为零或固定点,并且合并操作必须是可交换的。
聚合通过(按概念)运行顺序折叠然后进行(并行)缩小来更改类型,但是在reduce操作和fold操作之间存在复杂的关系-基本上,它们必须做“同一件事”。
对于任何上述情况,无序集合(例如集合)始终需要关联和可交换操作。


关于reduce内容:与此相同,只是它仅将其应用于与(可能重复的)键关联的值的集合。

如果Spark实际上需要交换性,而上述分析并未表明需要交换性,则可以合理地考虑一个bug(或者至少是对实现的不必要限制,因为byKeymap这样的操作会保留有序RDD的顺序) 。

关于scala - 聚集泛化和折叠泛化如何减少?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/37275032/

10-16 02:48