Zipf分布

有一个基本定律,就是大家常说对于内容的访问遵循80/20原则,也就是20%的内容,会占有80%的访问量。

Zipf分布与其类似。
这是一个定性的原则,定量来说,内容访问近似符合Zipf定律(Zipf's law), 这个定律是美国语言学家Zipf发现的,他在1932年研究英文单词的出现频率时,发现如果把单词频率从高到低的次序排列,每个单词出现频率和它的符号访问排名存在简单反比关系:

 

Zipf分布 - icymary - icymary 的博客
 
这里 r 表示一个单词的出现频率的排名,P(r)表示排名为r的单词的出现频率.

(单词频率分布中 C约等于0.1, a约等于1)

        后人将这个分布称为齐夫分布,这个分布是一个统计型的经验规律,描述了这样一个定理:只有少数英文单词经常被使用,大部分的单词很少被使用。这个定理也在很多分布里面得到了验证,比如人们的收入,互联网的网站数量和访问比例,互联网内容和访问比例(其他分>布两个常数有所不同,a越大,分布越密集,对于VOD来说某些时候符合双zipf分布)。

 

 

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(来自维基百科)

齐夫定律可以表述为:在自然语言语料库里,一个单词出现的频率与它在频率表里的排名成反比。所以,频率最高的单词出现的频率大约是出现频率第二位的单词的2倍,而出现频率第二位的单词则是出现频率第四位的单词的2倍。这个定律被作为任何与power law probability distributions有关的事物的参考。

 

理论

这个“定律”是哈佛大学语言学家George Kingsley ZipfIPA[zɪf])1949年发表的。

比如,在 Brown 语料库中,“the”是最常见的单词,它在这个语料库中出现了大约7%(100万单词中出现69971次)。正如齐夫定律中所描述的一样,出现次数为第二位的单词“of”占了整个语料库中的3.5%(36411次),之后的是“and”(28852次)。仅仅135个字汇就占了Brown 语料库的一半。

齐夫定律是一个实验定律,而非理论定律。齐夫分布可以在很多现象中被观察到。齐夫分布的在现实中的起因是一个争论的焦点。 齐夫定律很容易用点阵图观察,坐标为log(排名)和log(频率)。比如,“the”用上述表述可以描述为x = log(1), y = log(69971)的点。如果所有的点接近一条直线,那么它就遵循齐夫定律。

最简单的齐夫定律的例子是“1/f function”。给出一组齐夫分布的频率,按照从最常见到非常见排列,第二常见的频率是最常见频率的出现次数的½,第三常见的频率是最常见的频率的1/3,第n常见的频率是最常见频率出现次数的1/n。然而,这并不精确,因为所有的项必须出现一个整数次数,一个单词不可能出现2.5次。然而,在一个广域范围内并且做出适当的近似,许多自然现象都符合齐夫定律

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下面是某个系统VOD内容的访问分布,第一幅图是访问频率曲线,Y轴是内容的访问次数,X轴是内容根据访问次数的排名, 我们可以看到,多数访问集中于少量内容上:

 

 


第二幅图是对数轴的访问频率曲线,源数据和上图一致,可以看到近似为一条直线:


 

 

从曲线的斜率可以计算出,这里的内容访问频率分布,a约等于0.6(不同种类的内容a的大小也不一样)。