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基于物品协同过滤实现商品推荐系统

时间:2020-07-28 16:52:20      阅读:74      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:l数据库   class   pickle   pre   序列化   limit   hal   mit   span   

一、背景

某电商平台,有一批用户浏览、收藏、购买物品的日志数据。实现用户进入APP之后第一页显示商品的个性化推荐。ps:当前阶段,显示数据为随机选取。

二、思考

1、因为是某一品类的特殊电商平台,卖的商品几百种,但是用户几十万。这种情况,考虑使用ItemCF,至于为什么不是UserCF:物品相似度矩阵为 500*500,用户相似度矩阵为 500000*500000。但是也有一个问题,使用物品相似度矩阵会不会使信息丢失更多。
2、类似电影评分数据集,用户-电影-评分数据,要把原始数据转换为用户-物品-评分格式。

浏览:1,收藏:3,购买:5 # 每种行为对应的得分

三、代码实现

1、从mysql数据库读取数据,并转换为 用户-商品-评分 字典

class DataPro:
      def __init__(self):
          self.train = dict()
          logs = mysql.fetchall(select_sql)
          for temp in logs: # mysql查询得到的用户日志
              user = temp[‘user_id‘]

              item = temp[‘product_id‘]
              type = temp[‘type‘]
              #print(user,item)
              score = int(type_score_dict[type])
              if user not in self.train.keys():
                  self.train.setdefault(user, {})
              if item not in self.train[user].keys():
                  self.train[user].setdefault(item,0)
    
              if score > self.train[user][item]:
                  self.train[user][item] = score
                        

2、可以将结果序列化,保存到本地,在实验过程就不需要查询数据库

# 保存到本地
 output = open(‘../model/data.pkl‘, ‘wb‘)
 pickle.dump(self.train, output)
 output.close()
# 读取文件
pkl_file = open(‘../model/data.pkl‘, ‘rb‘)
self.data = pickle.load(pkl_file)

3、计算物品-物品相似度矩阵
显示评分和隐式评分的数据,其相似度矩阵的计算公式有所不同
隐式评分

\[sim(i,j) =\frac{\sum_{u\in N(i) \bigcap N(j)}}{\sqrt{|N(i)||N(j)|}}\tag{1} \]

\(N(i)\)\(N(j)\)分别表示喜欢物品\(i\)和物品\(j\)的人数。

显式评分

\[\text{cosine_sim}(i, j) = \frac{\sum\limits_{u \in U_{ij}} r_{ui} \cdot r_{uj}}{\sqrt{\sum\limits_{u \in U_{ij}} r_{ui}^2} \cdot\sqrt{\sum\limits_{u \in U_{ij}} r_{uj}^2}}\tag{2} \]

其中\(r_{ui}\)\(r_{uj}\)分别表示用户 \(u\) 对物品 \(i\)\(j\) 的评分,\(U_{ij}\)代表同时喜欢物品 \(i\)\(j\) 的用户集合。

3.1 基于隐式评分

def ItemSimilarity(self):
        # 一个字典,记录 rui*ruj
        # 一个字典 记录 rui^2
        # 建立物品-物品的共现矩阵
        item2item = dict()  # 物品-物品的共现矩阵。分子
        buy = dict()  # 物品被多少个不同用户进行过评分。分母
        for user, items in self.data.items():
            for i in items.keys():
                buy.setdefault(i, 0)
                
                buy[i] += 1
                item2item.setdefault(i, {})
                for j in items.keys():
                    if i == j: continue
                    item2item[i].setdefault(j, 0)
                    item2item[i][j] += 1
        # 计算相似度矩阵
        self.similar_matrix = dict()
        for i, related_items in item2item.items():
            self.similar_matrix.setdefault(i, {})
            for j, cij in related_items.items():
                self.similar_matrix[i][j] = cij / (math.sqrt(buy[i]) * math.sqrt(buy[j]))
        return self.similar_matrix

3.2 基于显式评分

 def ItemSimilarity(self):
        # 一个字典,记录 rui*ruj
        # 一个字典 记录 rui^2
        # 建立物品-物品的共现矩阵
        item2item = dict()  # 物品-物品的共现矩阵。记录rui*ruj,分子
        buy = dict()  # 物品被多少个不同用户进行过评分。记录rui*rui分母
        for user, items in self.data.items():
            for i in items.keys():
                buy.setdefault(i, 0)
                temp = items[i]*items[i]
                buy[i] += temp
                item2item.setdefault(i, {})
                for j in items.keys():
                    if i == j: continue
                    item2item[i].setdefault(j, 0)
                    item2item[i][j] += items[i]*items[j]
        # 计算相似度矩阵
        self.similar_matrix = dict()
        for i, related_items in item2item.items():
            self.similar_matrix.setdefault(i, {})
            for j, cij in related_items.items():
                self.similar_matrix[i][j] = cij / (math.sqrt(buy[i]) * math.sqrt(buy[j]))
        return self.similar_matrix

4、相似度矩阵计算完成之后,根据用户id进行商品推荐。需要的参数:K:某个物品其相似物品的个数。N:给用户推荐N个商品。

 def get_recommend(self,user_id):
    K = 20 # 和某物品相似的k个物品
    N = 10 # 推荐最相似的10个物品
    rank = {}

    watched_items = self.data[user_id]

    for item,rating in watched_items.items():
        for related_item,w in sorted(self.similar_matrix[item].items(),key=itemgetter(1),reverse=True)[:K]:
            rank.setdefault(related_item,0)
            rank[related_item] += w*float(rating)
    return  sorted(rank.items(),key=itemgetter(1),reverse=True)[:N]

四、后续思考

1、用户多次浏览同一个商品,其权重如何在代码中体现
2、基于当前数据的ItemCF完成之后,之后对每天活跃的用户进行推荐结果更新。此时,要实现相似度矩阵的增量更新。

基于物品协同过滤实现商品推荐系统

标签:l数据库   class   pickle   pre   序列化   limit   hal   mit   span   

原文地址:https://www.cnblogs.com/leimu/p/13391490.html

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