python3实现基于用户的协同过滤

本文实例为大家分享了python3实现基于用户协同过滤的具体代码,供大家参考,具体内容如下

废话不多说,直接看代码。

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
#20170916号协同过滤电影推荐基稿
#字典等格式数据处理及直接写入文件 

##from numpy import *
import time
from math import sqrt
##from texttable import Texttable 

class CF: 

 def __init__(self, movies, ratings, k=5, n=20):
  self.movies = movies#[MovieID,Title,Genres]
  (self.train_data,self.test_data) = (ratings[0], ratings[1])#[UserID::MovieID::Rating::Timestamp]
  # 邻居个数
  self.k = k
  # 推荐个数
  self.n = n
  # 用户对电影的评分
  # 数据格式{'UserID用户ID':[(MovieID电影ID,Rating用户对电影的评星)]}
  self.userDict = {}
  # 对某电影评分的用户
  # 数据格式:{'MovieID电影ID':[UserID,用户ID]}
  # {'1',[1,2,3..],...}
  self.ItemUser = {}
  # 邻居的信息
  self.neighbors = []
  # 推荐列表
  self.recommandList = []#包含dist和电影id
  self.recommand = [] #训练集合测试集的交集,且仅有电影id
  #用户评过电影信息
  self.train_user = []
  self.test_user = []
  #给用户的推荐列表,仅含movieid
  self.train_rec =[]
  self.test_rec = []
  #test中的电影评分预测数据集合,
  self.forecast = {}#前k个近邻的评分集合
  self.score = {}#最终加权平均后的评分集合{“电影id”:预测评分}
  #召回率和准确率
  self.pre = [0.0,0.0]
  self.z = [0.0, 0.0]
 '''''
 userDict数据格式:
 '3': [('3421', 0.8), ('1641', 0.4), ('648', 0.6), ('1394', 0.8), ('3534', 0.6), ('104', 0.8),
 ('2735', 0.8), ('1210', 0.8), ('1431', 0.6), ('3868', 0.6), ('1079', 1.0), ('2997', 0.6),
 ('1615', 1.0), ('1291', 0.8), ('1259', 1.0), ('653', 0.8), ('2167', 1.0), ('1580', 0.6),
 ('3619', 0.4), ('260', 1.0), ('2858', 0.8), ('3114', 0.6), ('1049', 0.8), ('1261', 0.2),
 ('552', 0.8), ('480', 0.8), ('1265', 0.4), ('1266', 1.0), ('733', 1.0), ('1196', 0.8),
 ('590', 0.8), ('2355', 1.0), ('1197', 1.0), ('1198', 1.0), ('1378', 1.0), ('593', 0.6),
 ('1379', 0.8), ('3552', 1.0), ('1304', 1.0), ('1270', 0.6), ('2470', 0.8), ('3168', 0.8),
 ('2617', 0.4), ('1961', 0.8), ('3671', 1.0), ('2006', 0.8), ('2871', 0.8), ('2115', 0.8),
 ('1968', 0.8), ('1136', 1.0), ('2081', 0.8)]}
 ItemUser数据格式:
 {'42': ['8'], '2746': ['10'], '2797': ['1'], '2987': ['5'], '1653': ['5', '8', '9'],
 '194': ['5'], '3500': ['8', '10'], '3753': ['6', '7'], '1610': ['2', '5', '7'],
 '1022': ['1', '10'], '1244': ['2'], '25': ['8', '9']
 ''' 

# 将ratings转换为userDict和ItemUser
 def formatRate(self,train_or_test):
  self.userDict = {}
  self.ItemUser = {}
  for i in train_or_test:#[UserID,MovieID,Rating,Timestamp]
   # 评分最高为5 除以5 进行数据归一化
##   temp = (i[1], float(i[2]) / 5)
   temp = (i[1], float(i[2]))
##   temp = (i[1], i[2])
   # 计算userDict {'用户id':[(电影id,评分),(2,5)...],'2':[...]...}一个观众对每一部电影的评分集合
   if(i[0] in self.userDict):
    self.userDict[i[0]].append(temp)
   else:
    self.userDict[i[0]] = [temp]
   # 计算ItemUser {'电影id',[用户id..],...}同一部电影的观众集合
   if(i[1] in self.ItemUser):
    self.ItemUser[i[1]].append(i[0])
   else:
    self.ItemUser[i[1]] = [i[0]]   

 # 格式化userDict数据
 def formatuserDict(self, userId, p):#userID为待查询目标,p为近邻对象
  user = {}
  #user数据格式为:电影id:[userID的评分,近邻用户的评分]
  for i in self.userDict[userId]:#i为userDict数据中的每个括号同81行
   user[i[0]] = [i[1], 0]
  for j in self.userDict[p]:
   if(j[0] not in user):
    user[j[0]] = [0, j[1]]#说明目标用户和近邻用户没有同时对一部电影评分
   else:
    user[j[0]][1] = j[1]#说明两者对同一部电影都有评分
  return user 

 # 计算余弦距离
 def getCost(self, userId, p):
  # 获取用户userId和p评分电影的并集
  # {'电影ID':[userId的评分,p的评分]} 没有评分为0
  user = self.formatuserDict(userId, p)
  x = 0.0
  y = 0.0
  z = 0.0
  for k, v in user.items():#k是键,v是值
   x += float(v[0]) * float(v[0])
   y += float(v[1]) * float(v[1])
   z += float(v[0]) * float(v[1])
  if(z == 0.0):
   return 0
  return z / sqrt(x * y)
 #计算皮尔逊相似度
##  def getCost(self, userId, p):
##   # 获取用户userId和l评分电影的并集
##   # {'电影ID':[userId的评分,l的评分]} 没有评分为0
##   user = self.formatuserDict(userId, p)
##   sumxsq = 0.0
##   sumysq = 0.0
##   sumxy = 0.0
##   sumx = 0.0
##   sumy = 0.0
##   n = len(user)
##   for k, v in user.items():
##    sumx +=float(v[0])
##    sumy +=float(v[1])
##    sumxsq += float(v[0]) * float(v[0])
##    sumysq += float(v[1]) * float(v[1])
##    sumxy += float(v[0]) * float(v[1])
##   up = sumxy -sumx*sumy/n
##   down = sqrt((sumxsq - pow(sumxsq,2)/n)*(sumysq - pow(sumysq,2)/n))
##   if(down == 0.0):
##    return 0
##   return up/down 

# 找到某用户的相邻用户
 def getNearestNeighbor(self, userId):
  neighbors = []
  self.neighbors = []
  # 获取userId评分的电影都有那些用户也评过分
  for i in self.userDict[userId]:#i为userDict数据中的每个括号同95行#user数据格式为:电影id:[userID的评分,近邻用户的评分]
   for j in self.ItemUser[i[0]]:#i[0]为电影编号,j为看同一部电影的每位用户
    if(j != userId and j not in neighbors):
     neighbors.append(j)
  # 计算这些用户与userId的相似度并排序
  for i in neighbors:#i为用户id
   dist = self.getCost(userId, i)
   self.neighbors.append([dist, i])
  # 排序默认是升序,reverse=True表示降序
  self.neighbors.sort(reverse=True)
  self.neighbors = self.neighbors[:self.k]#切片操作,取前k个
##  print('neighbors',len(neighbors)) 

  # 获取推荐列表
 def getrecommandList(self, userId):
  self.recommandList = []
  # 建立推荐字典
  recommandDict = {}
  for neighbor in self.neighbors:#这里的neighbor数据格式为[[dist,用户id],[],....]
   movies = self.userDict[neighbor[1]]#movies数据格式为[(电影id,评分),(),。。。。]
   for movie in movies:
    if(movie[0] in recommandDict):
     recommandDict[movie[0]] += neighbor[0]####????
    else:
     recommandDict[movie[0]] = neighbor[0] 

  # 建立推荐列表
  for key in recommandDict:#recommandDict数据格式{电影id:累计dist,。。。}
   self.recommandList.append([recommandDict[key], key])#recommandList数据格式【【累计dist,电影id】,【】,。。。。】
  self.recommandList.sort(reverse=True)
##  print(len(self.recommandList))
  self.recommandList = self.recommandList[:self.n]
##  print(len(self.recommandList))
 # 推荐的准确率
 def getPrecision(self, userId):
##  print("开始!!!")
#先运算test_data,这样最终self.neighbors等保留的是后来计算train_data后的数据(不交换位置的话就得在gR函数中增加参数保留各自的neighbor)
  (self.test_user,self.test_rec) = self.getRecommand(self.test_data,userId)#测试集的用户userId所评价的电影和给该用户推荐的电影列表
  (self.train_user,self.train_rec) = self.getRecommand(self.train_data,userId)#训练集的用户userId所评价的所有电影集合(self.train_user)和给该用户推荐的电影列表(self.train_rec)
#西安电大的张海朋:基于协同过滤的电影推荐系统的构建(2015)中的准确率召回率计算
  for i in self.test_rec:
   if i in self.train_rec:
    self.recommand.append(i)
  self.pre[0] = len(self.recommand)/len(self.train_rec)
  self.z[0] = len(self.recommand)/len(self.test_rec)
  #北京交大黄宇:基于协同过滤的推荐系统设计与实现(2015)中的准、召计算
  self.recommand = []#这里没有归零的话,下面计算初始recommand不为空
  for i in self.train_rec:
   if i in self.test_user:
    self.recommand.append(i)
  self.pre[1] = len(self.recommand)/len(self.train_rec)
  self.z[1] = len(self.recommand)/len(self.test_user)
##  print(self.train_rec,self.test_rec,"20",len(self.train_rec),len(self.train_rec))
  #对同一用户分别通过训练集和测试集处理
 def getRecommand(self,train_or_test,userId):
  self.formatRate(train_or_test)
  self.getNearestNeighbor(userId)
  self.getrecommandList(userId)
  user = [i[0] for i in self.userDict[userId]]#用户userId评分的所有电影集合
  recommand = [i[1] for i in self.recommandList]#推荐列表仅有电影id的集合,区别于recommandList(还含有dist)
##  print("userid该用户已通过训练集测试集处理")
  return (user,recommand)
 #对test的电影进行评分预测
 def foreCast(self):
  self.forecast = {}#?????前面变量统一定义初始化后,函数内部是否需要该初始化????
  same_movie_id = []
  neighbors_id = [i[1] for i in self.neighbors] #近邻用户数据仅含用户id的集合  

  for i in self.test_user:#i为电影id,即在test里的i有被推荐到
   if i in self.train_rec:
    same_movie_id.append(i)
    for j in self.ItemUser[i]:#j为用户id,即寻找近邻用户的评分和相似度
     if j in neighbors_id:
      user = [i[0] for i in self.userDict[j]]#self.userDict[userId]数据格式:数据格式为[(电影id,评分),(),。。。。];这里的userid应为近邻用户p
      a = self.neighbors[neighbors_id.index(j)]#找到该近邻用户的数据【dist,用户id】
      b = self.userDict[j][user.index(i)]#找到该近邻用户的数据【电影id,用户id】
      c = [a[0], b[1], a[1]]
      if (i in self.forecast):
       self.forecast[i].append(c)
      else:
       self.forecast[i] = [c]#数据格式:字典{“电影id”:【dist,评分,用户id】【】}{'589': [[0.22655856915174025, 0.6, '419'], [0.36264561173211646, 1.0, '1349']。。。}
##  print(same_movie_id)
  #每个近邻用户的评分加权平均计算得预测评分
  self.score = {}
  if same_movie_id :#在test里的电影是否有在推荐列表里,如果为空不做判断,下面的处理会报错
   for movieid in same_movie_id:
    total_d = 0
    total_down = 0
    for d in self.forecast[movieid]:#此时的d已经是最里层的列表了【】;self.forecast[movieid]的数据格式[[]]
     total_d += d[0]*d[1]
     total_down += d[0]
    self.score[movieid] = [round(total_d/total_down,3)]#加权平均后取3位小数的精度
   #在test里但是推荐没有的电影id,这里先按零计算
   for i in self.test_user:
    if i not in movieid:
     self.score[i] = [0]
  else:
   for i in self.test_user:
    self.score[i] = [0]
##  return self.score
 #计算平均绝对误差MAE
 def cal_Mae(self,userId):
  self.formatRate(self.test_data)
##  print(self.userDict)
  for item in self.userDict[userId]:
   if item[0] in self.score:
    self.score[item[0]].append(item[1])#self.score数据格式[[预测分,实际分]]
##  #过渡代码
##  for i in self.score:
##   pass
  return self.score
    # 基于用户的推荐
 # 根据对电影的评分计算用户之间的相似度
## def recommendByUser(self, userId):
##  print("亲,请稍等片刻,系统正在快马加鞭为你运作中")   #人机交互辅助解读,
##  self.getPrecision(self,userId) 

# 获取数据
def readFile(filename):
 files = open(filename, "r", encoding = "utf-8")
 data = []
 for line in files.readlines():
  item = line.strip().split("::")
  data.append(item)
 return data
 files.close()
def load_dict_from_file(filepath):
 _dict = {}
 try:
  with open(filepath, 'r',encoding = "utf -8") as dict_file:
   for line in dict_file.readlines():
    (key, value) = line.strip().split(':')
    _dict[key] = value
 except IOError as ioerr:
  print ("文件 %s 不存在" % (filepath))
 return _dict
def save_dict_to_file(_dict, filepath):
 try:
  with open(filepath, 'w',encoding = "utf - 8") as dict_file:
   for (key,value) in _dict.items():
    dict_file.write('%s:%s\n' % (key, value)) 

 except IOError as ioerr:
  print ("文件 %s 无法创建" % (filepath))
def writeFile(data,filename):
 with open(filename, 'w', encoding = "utf-8")as f:
  f.write(data) 

# -------------------------开始------------------------------- 

def start3():
 start1 = time.clock()
 movies = readFile("D:/d/movies.dat")
 ratings = [readFile("D:/d/201709train.txt"),readFile("D:/d/201709test.txt")]
 demo = CF(movies, ratings, k=20)
 userId = '1000'
 demo.getPrecision(userId)
## print(demo.foreCast())
 demo.foreCast()
 print(demo.cal_Mae(userId))
## demo.recommendByUser(ID)  #上一句只能实现固定用户查询,这句可以实现“想查哪个查哪个”,后期可以加个循环,挨个查,查到你不想查
 print("处理的数据为%d条" % (len(ratings[0])+len(ratings[1])))
## print("____---",len(ratings[0]),len(ratings[1]))
## print("准确率: %.2f %%" % (demo.pre * 100))
## print("召回率: %.2f %%" % (demo.z * 100))
 print(demo.pre)
 print(demo.z)
 end1 = time.clock()
 print("耗费时间: %f s" % (end1 - start1))
def start1():
 start1 = time.clock()
 movies = readFile("D:/d/movies.dat")
 ratings = [readFile("D:/d/201709train.txt"),readFile("D:/d/201709test.txt")]
 demo = CF(movies, ratings, k = 20)
 demo.formatRate(ratings[0])
 writeFile(str(demo.userDict),"D:/d/dd/userDict.txt")
 writeFile(str(demo.ItemUser), "D:/d/dd/ItemUser.txt")
## save_dict_to_file(demo.userDict,"D:/d/dd/userDict.txt")
## save_dict_to_file(demo.ItemUser,"D:/d/dd/ItemUser.txt")
 print("处理结束")
## with open("D:/d/dd/userDict.txt",'r',encoding = 'utf-8') as f:
##  diction = f.read()
##  i = 0
##  for j in eval(diction):
##   print(j)
##   i += 1
##   if i == 4:
##    break
def start2():
 start1 = time.clock()
 movies = readFile("D:/d/movies.dat")
 ratings = [readFile("D:/d/201709train.txt"),readFile("D:/d/201709test.txt")]
 demo = CF(movies, ratings, k = 20)
 demo.formatRate_toMovie(ratings[0])
 writeFile(str(demo.movieDict),"D:/d/dd/movieDict.txt")
## writeFile(str(demo.userDict),"D:/d/dd/userDict.txt")
## writeFile(str(demo.ItemUser), "D:/d/dd/ItemUser.txt")
## save_dict_to_file(demo.userDict,"D:/d/dd/userDict.txt")
## save_dict_to_file(demo.ItemUser,"D:/d/dd/ItemUser.txt")
 print("处理结束")  

if __name__ == '__main__':
 start1() 

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

(0)

相关推荐

  • 用Python实现协同过滤的教程

    协同过滤 在 用户 -- 物品(user - item)的数据关系下很容易收集到一些偏好信息(preference),比如评分.利用这些分散的偏好信息,基于其背后可能存在的关联性,来为用户推荐物品的方法,便是协同过滤,或称协作型过滤(collaborative filtering). 这种过滤算法的有效性基础在于: 用户的偏好具有相似性,即用户是可分类的.这种分类的特征越明显,推荐的准确率就越高     物品之间是存在关系的,即偏好某一物品的任何人,都很可能也同时偏好另一件物品 不同环境下这两种

  • 简单的python协同过滤程序实例代码

    本文研究的主要是python协同过滤程序的相关内容,具体介绍如下. 关于协同过滤的一个最经典的例子就是看电影,有时候不知道哪一部电影是我们喜欢的或者评分比较高的,那么通常的做法就是问问周围的朋友,看看最近有什么好的电影推荐.在问的时候,都习惯于问跟自己口味差不多的朋友,这就是协同过滤的核心思想. 这个程序完全是为了应付大数据分析与计算的课程作业所写的一个小程序,先上程序,一共55行.不在意细节的话,55行的程序已经表现出了协同过滤的特性了.就是对每一个用户找4个最接近的用户,然后进行推荐,在选择

  • python基于物品协同过滤算法实现代码

    本次测试基于MovieLens数据集实现的基于物品的协同过滤,目前只是在小样本上实现,主要问题是计算太耗内存,后期代码继续优化与完善. 数据集说明:movies.dat中数据是用户对电影的评分.数据格式:UserID::MovieID::Rating::Timestamp. 代码 import pandas as pd import numpy as np import math import os import time import datetime os.chdir(r'f:\zxx\pt

  • python实现协同过滤推荐算法完整代码示例

    测试数据 http://grouplens.org/datasets/movielens/ 协同过滤推荐算法主要分为: 1.基于用户.根据相邻用户,预测当前用户没有偏好的未涉及物品,计算得到一个排序的物品列表进行推荐 2.基于物品.如喜欢物品A的用户都喜欢物品C,那么可以知道物品A与物品C的相似度很高,而用户C喜欢物品A,那么可以推断出用户C也可能喜欢物品C. 不同的数据.不同的程序猿写出的协同过滤推荐算法不同,但其核心是一致的: 1.收集用户的偏好 1)不同行为分组 2)不同分组进行加权计算用

  • python3实现基于用户的协同过滤

    本文实例为大家分享了python3实现基于用户协同过滤的具体代码,供大家参考,具体内容如下 废话不多说,直接看代码. #!/usr/bin/python3 # -*- coding: utf-8 -*- #20170916号协同过滤电影推荐基稿 #字典等格式数据处理及直接写入文件 ##from numpy import * import time from math import sqrt ##from texttable import Texttable class CF: def __ini

  • Java编程实现基于用户的协同过滤推荐算法代码示例

    协同过滤简单来说是利用某兴趣相投.拥有共同经验之群体的喜好来推荐用户感兴趣的信息,个人通过合作的机制给予信息相当程度的回应(如评分)并记录下来以达到过滤的目的进而帮助别人筛选信息,回应不一定局限于特别感兴趣的,特别不感兴趣信息的纪录也相当重要. 协同过滤又可分为评比(rating)或者群体过滤(social filtering)协同过滤以其出色的速度和健壮性,在全球互联网领域炙手可热 UserCF的核心思想即为根据用户数据模拟向量相似度,我们根据这个相似度,来找出指定用户的相似用户,然后将相似用

  • 在ASP.NET 2.0中操作数据之二十三:基于用户对修改数据进行限制

    导言 很多Web程序都支持用户帐号,根据不同的登录用户提供不同的选项,报表等功能.例如,就我们的教程中,我们要允许供应商公司的一些账户能登录网站并更新它们的产品-包括产品名称和单价,或许还有供应商的信息,比如它们的公司名称,地址,以及联系人信息等等.此外,可能我们还想包含一些帐号留给我们自己公司用户,以便让它们能够登录并进行产品信息修改,比如股价,级别调整等等.我们的Web程序同时也可以允许匿名登录,但是仅仅让这些用户浏览数据.并包含一个系统用户,通过对ASP.NET页面中的数据控件能够进行数据

  • python3.0 模拟用户登录,三次错误锁定的实例

    python3.0 模拟用户登录,三次错误锁定的实例 实例如下所示: # -*- coding:utf-8 -*- #需求模拟用户登录,超过三次错误锁定不允许登陆 count = 0 #realname passwd Real_Username = "test" Real_Password = "test" #读取黑名单的内容 f = open('black_user','r') lock_file = f.read() f.close() Username = i

  • python3.5基于TCP实现文件传输

    本文实例为大家分享了python3.5基于TCP实现文件传输的具体代码,供大家参考,具体内容如下 服务器代码 # _*_ coding:utf-8 _*_ from socket import * import _thread def tcplink(skt,addr): print(skt) print(addr,"已经连接上...") print('开始发送文件') with open('./ww.jpg', 'rb') as f: for data in f: print(dat

  • Python3.6基于正则实现的计算器示例【无优化简单注释版】

    本文实例讲述了Python3.6基于正则实现的计算器.分享给大家供大家参考,具体如下: # -*- coding:utf-8 -*- #!python3 import re import copy def my_calc(inside): """ 计算括号内的算术式 :param inside:算术式 :return:结果 """ while True: # 1.首先需要把含有优先级最高的*和/找出来 # 这里有几种情况,(1*1) (1*-1)

随机推荐