SAS PROC IML : Comment sécuriser vos algorithmes de Clustering Spectral

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Simon

Le Conseil de l'Expert

Simon
Expert SAS et fondateur.

La mise en place de tests unitaires pour des algorithmes complexes comme le clustering spectral demande une isolation parfaite des composants, et ce script illustre une maîtrise avancée de la PROC IML pour y parvenir. L'enjeu ici est de valider la "spectralisation" — cette étape cruciale qui transforme des données brutes en un espace de vecteurs propres — en s'assurant que chaque sous-routine (voisinage Gaussien, KNN, normalisation de Laplace) reçoit et traite les bonnes informations.

L'expertise technique réside dans l'utilisation du stubbing (ou mocking) directement au sein d'IML. En redéfinissant localement les fonctions spccGaussNeigh ou spccEigenLRW, vous interceptez les appels système pour vérifier la validité des paramètres (sigma, k, nvecs) avant de retourner une valeur contrôlée. Cette méthode permet de tester la logique de la macro spccSpectralize de manière déterministe, sans dépendre de la complexité numérique des calculs de vecteurs propres réels.

L'astuce d'expert consiste à utiliser call symput pour faire remonter l'état des tests (gauss_correct, l_correct) vers l'environnement macro global. Cela permet une intégration fluide dans un framework de test de type CI/CD, où la variable return_code devient le seul indicateur nécessaire pour stopper ou poursuivre une chaîne de production. Pour des tests encore plus rigoureux, n'hésitez pas à introduire des matrices de test avec des valeurs aberrantes ou des données manquantes pour valider la robustesse de vos routines d'erreurs.

Le script définit et exécute deux macros de test pour une routine de clustering spectral. Chaque macro utilise PROC IML pour simuler et vérifier des parties du processus de spectralisation. La première macro (`spccSpectralize1`) teste la spectralisation avec un voisinage de type 'knn' et une normalisation 'normalizedRW'. La seconde (`spccSpectralize2`) teste avec un voisinage 'mutual_knn' et une normalisation 'normalizedSym'. Des fonctions IML internes sont redéfinies (stubbing/mocking) pour intercepter les appels et valider les paramètres passés. Le résultat final est comparé à une valeur attendue pour déterminer le succès ou l'échec du test, stocké dans la variable macro 'return_code'. Un framework de test externe, appelé via la macro `%test()`, est utilisé pour exécuter ces tests.
Analyse des données

Type : CREATION_INTERNE


Les données sont créées directement dans le code via une matrice IML (`m = {0 1, 0 2, 0 3, 0 4};`). Aucune source de données externe n'est utilisée.

1 Bloc de code
PROC IML
Explication :
Ce bloc définit et exécute la macro de test `spccSpectralize1`. La macro utilise `PROC IML` pour valider la fonction `spccSpectralize` avec les options `normalizedRW` et `knn`. Des fonctions IML (`spccGaussNeigh`, `spccKNNNeigh`, `spccEigenLRW`) sont redéfinies pour simuler leur comportement et vérifier les arguments qui leur sont passés. Un code de retour (`return_code`) est généré pour indiquer le succès du test. La macro `%test()` lance l'exécution.
Copié !
1%macro spccSpectralize1;
2 %let gauss_correct = 0;
3 %let knn_correct = 0;
4 %let l_correct = 0;
5 PROC IML;
6
7 package load spectralclust;
8 start spccGaussNeigh(m, sigma);
9 expected = {0 1, 0 2, 0 3, 0 4};
10 IF sigma = 0.5 & m = expected THEN DO;
11 call symput('gauss_correct', '1');
12 END;
13 ret = {0 3 2 1, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 1 2 3 0};
14 return ret;
15 finish;
16
17 start spccKNNNeigh(m, k);
18 expected = {0 3 2 1, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 1 2 3 0};
19 IF k = 2 & m = expected THEN DO;
20 call symput('knn_correct', '1');
21 END;
22 ret = {0 3 2 0, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 0 2 3 0};
23 return ret;
24 finish;
25
26 start spccEigenLRW(m, nvecs);
27 expected = {0 3 2 0, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 0 2 3 0};
28 IF nvecs = 2 & m = expected THEN DO;
29 call symput('l_correct', '1');
30 END;
31 ret = {1 1 1, -2.1638 0.2889 1, 2.1639 -0.2888 1, -1 -1 1};
32 return ret;
33 finish;
34
35 m = {0 1, 0 2, 0 3, 0 4};
36 expected = {1 1 1, -2.1638 0.2889 1, 2.1639 -0.2888 1, -1 -1 1};
37 out = spccSpectralize(m, 2, 'normalizedRW', 'gaussian', 0.5, 'knn', 2);
38 correct = all(out = expected);
39 IF &l_correct & &gauss_correct & &knn_correct & correct THEN call symput('return_code', '0');
40 ELSE call symput('return_code', '1');
41 QUIT;
42%mend;
43 
44%test(spccSpectralize1);
2 Bloc de code
PROC IML
Explication :
Ce second bloc définit et exécute la macro de test `spccSpectralize2`. Il suit la même logique que le premier mais valide la fonction `spccSpectralize` avec un jeu de paramètres différent : la normalisation `normalizedSym` et le voisinage `mutual_knn`. Il s'assure que l'algorithme se comporte correctement avec cette configuration alternative en redéfinissant les fonctions `spccMutKNNNeigh` et `spccEigenLSym`. La macro `%test()` lance l'exécution.
Copié !
1%macro spccSpectralize2;
2 %let gauss_correct = 0;
3 %let knn_correct = 0;
4 %let l_correct = 0;
5 PROC IML;
6
7 package load spectralclust;
8 start spccGaussNeigh(m, sigma);
9 expected = {0 1, 0 2, 0 3, 0 4};
10 IF sigma = 0.5 & m = expected THEN DO;
11 call symput('gauss_correct', '1');
12 END;
13 ret = {0 3 2 1, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 1 2 3 0};
14 return ret;
15 finish;
16
17 start spccMutKNNNeigh(m, k);
18 expected = {0 3 2 1, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 1 2 3 0};
19 IF k = 2 & m = expected THEN DO;
20 call symput('knn_correct', '1');
21 END;
22 ret = {0 3 2 0, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 0 2 3 0};
23 return ret;
24 finish;
25
26 start spccEigenLSym(m, nvecs);
27 expected = {0 3 2 0, 3 0 3 2, 2 3 0 3, 0 2 3 0};
28 IF nvecs = 2 & m = expected THEN DO;
29 call symput('l_correct', '1');
30 END;
31 ret = {1 1 1, -2.1638 0.2889 1, 2.1639 -0.2888 1, -1 -1 1};
32 return ret;
33 finish;
34
35 m = {0 1, 0 2, 0 3, 0 4};
36 expected = {1 1 1, -2.1638 0.2889 1, 2.1639 -0.2888 1, -1 -1 1};
37 out = spccSpectralize(m, 2, 'normalizedSym', 'gaussian', 0.5, 'mutual_knn', 2);
38 correct = all(out = expected);
39 IF &l_correct & &gauss_correct & &knn_correct & correct THEN call symput('return_code', '0');
40 ELSE call symput('return_code', '1');
41 QUIT;
42%mend;
43 
44%test(spccSpectralize2);
L'Astuce Pro
Pour valider la logique de votre algorithme de clustering spectral dans SAS IML, l astuce technique consiste a utiliser la surcharge de modules (overloading) pour mocker les fonctions internes comme spccGaussNeigh ou spccEigenLRW : en redefinissant ces fonctions juste avant l appel a spccSpectralize, vous court-circuitez les calculs matriciels reels pour renvoyer des valeurs deterministes, ce qui permet d isoler le test sur l orchestration des etapes (calcul d affinite, voisinage et extraction de vecteurs propres) et de confirmer que les hyperparametres comme sigma ou k sont correctement transmis a travers la chaine de traitement.
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