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00 序言
在日常產品叠代過程中，我們常常需要去驗證某個功能、策略的改動是否符合預期，是否可以完全替代現有的方案。小流量實驗往往是最常用、最直接驗證因果的方式。然而有些時候，由於忘記開展實驗、實驗成本較高等因素，沒有對策略進行AB實驗，但又希望評估策略效果，這個時候，則可以透過其他因果推斷方式進行佐證。
因果推斷的基石在於盡量保障策略差異是唯一的變量，核心步驟涵蓋兩點：
其一：構造兩組相似的使用者群體，群體差異越小越好。
其二：度量策略對群體的影響程度，聚焦核心指標的變化。
以下幾類方式是因果推斷中常用到的，如下圖所示。
下面，將對每個模組的方式進行展開說明。
01 Matching
因果推斷的前提條件，是構造兩個近似完全一樣的樣本群體，一般情況下，樣本群體=使用者群體。保證使用者群體一致最直接的方式，則是一一匹配，即：保證微觀單體使用者一致，擴充套件到整體也是一致的。這種透過treated使用者去匹配no treated使用者的方式，稱之為Matching，常見的Matching方式有以下幾種，如下圖所示。
精確匹配（Exact Matching）
最理想的方式是對兩組單體使用者一一精準匹配，保障單體使用者特征完全一樣，例如：實驗組單體使用者「18歲+一線城市+男性+本科+互聯網行業」與對照組單體使用者「18歲+一線城市+男性+本科+互聯網行業」相匹配。
理論上，此種方式匹配出來的使用者最為精準，不過其存在一定的局限性。
一方面，需要兩組內有足夠多的群體用於匹配；
另一方面：適配維度不宜過多，過多的維度會導致很難匹配到完全一致的樣本。
粗化精確匹配（Coarsened Exact Matching，CEM）
同學們思考一下，如果是連續特征，要如何進行精確匹配呢？例如：收入、支出、開啟軟體次數等。涵蓋連續特征的使用者，找到相同的機率會大打折扣。
這裏，可以在精確匹配的基礎上做一點改動，將連續特征分段離散化，然後再進行精確匹配。例如：開啟軟體次數的範圍是0→+∞，可將連續變量分段成[0,5)，[5,10)，[10,+∞)等。
馬氏距離匹配（Mahalanobis Distance Matching，MDM）
雖然EM、CEM可以相對精準一一匹配使用者，然而隨著維度的增加，精準匹配使用者的可用性會逐步減弱。
面對這種情況，可以退而求其次，增加相容機制，透過計算距離的方式，近似匹配相似的使用者，如能精準匹配相同使用者，則距離為0；如不能精準匹配，則逐一選擇距離最近的使用者。
此種方式最大的局限性在於效率，假設實驗組M個使用者，對照組N個使用者，則其計算量為M×N，當樣本量與特征均較高時，該種方式的效率會非常低（同分類模型KNN原理一致）。
傾向性得分匹配（Propensity Score Matching，PSM）
PSM是在MDM方式上的一種最佳化，其本質是將高維特征對映到一維傾向分上，然後再在不同label中尋找相近的傾向分使用者。這裏的傾向分，代表了多維特征整體數值的表現，該值越接近，則兩樣本的整體特征越相似。
同樣，PSM也會有一定的局限性和弊端。
其一：對於樣本量有要求，如果樣本量過少，會導致匹配的樣本距離過遠，達不到真實的相似要求。
其二：對於模型的訓練要求較高，會出現兩使用者各特征並不相似，但傾向性分很相近的情況，即：資訊折損。
02 Weighting
Weighting的核心思想，是將實驗組與對照組使用者群體內各類人群比例，調整到同大盤一樣的標準，從宏觀上保證其樣本量的同質。
本質上，Matching是對樣本進行重采樣和丟棄，同Weighting的核心思想一致，其不一樣的地方主要體現在以下兩方面上。
其一： Matching是以treated群體為標桿去匹配no treated群體，驗證的是treatment給實驗組使用者帶來的影響；而Weighting是以大盤使用者為標桿去匹配群體，驗證的是treatment給大盤使用者帶來的影響。
其二： 由於Matching在重采樣中存在隨機性，因此魯棒性沒有Weighting強。
03 Regressing
Regressing同Matching、Weighting思路完全不同，不再為treated群體樣本一一匹配，而是透過預測來估計treated群體樣本落在對照組的指標表現情況。其將實驗組使用者指標Y，拆解為「協變量+treatment」，以此來計算實驗組樣本在對照組的量級，再透過計算差值得到策略對指標的影響程度。
04 Other Method
其他方式還有很多，如下圖所示。
其中套用較多的是雙重拆分法、因果森林。
雙重拆分法（Difference in Difference，DID）
因果森林
05 總結一下
可能有些同學會問，既然有這麽多種因果推斷的方式，那為什麽還要做AB實驗呢？
其實無論是哪種方式，均存在一定的假設和局限性。歸總來看，小流量實驗仍然是最科學、最直接的方式，因此，在有能力做AB實驗的前提下，優先透過此種方式進行驗證。
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