查询回答中事实的Shapley值计算
数据库
2022-01-04 v2
摘要
Shapley值是一种用于财富分配的博弈论概念，如今被广泛用于解释复杂的数据密集型计算，例如在网络分析或机器学习中。近期的理论工作表明，关系数据库上的查询评估很好地契合这一解释范式。然而，这些工作未能针对Shapley计算所固有的计算挑战提供实用的解决方案。本文提出两种用于计算查询回答中Shapley值的实用有效方案。我们首先建立与被广泛研究的概率数据库上查询评估问题的紧密理论联系，从而针对概率计算可处理的查询类获得多项式时间算法。随后我们提出首个计算Shapley值的实用方案，采用概率查询评估的工具。具体而言，我们利用布尔表达式（数据溯源）刻画查询答案对输入数据库事实的依赖性，进而通过知识编译将其转换为特定电路形式，并为之设计计算Shapley值的算法。我们的第二个实用方案是一种更快但不精确的途径，它将溯源转换为合取范式并利用启发式方法计算Shapley值。我们在TPC-H和IMDB上的实验证明了我们方案的实用有效性。
引用
@article{arxiv.2112.08874,
title = {Computing the Shapley Value of Facts in Query Answering},
author = {Daniel Deutch and Nave Frost and Benny Kimelfeld and Mikaël Monet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.08874},
year = {2022}
}