京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
基于随机梯度下降的矩阵分解推荐算法
SVD是矩阵分解常用的方法,其原理为:矩阵M可以写成矩阵A、B与C相乘得到,而B可以与A或者C合并,就变成了两个元素M1与M2的矩阵相乘可以得到M。
矩阵分解推荐的思想就是基于此,将每个user和item的内在feature构成的矩阵分别表示为M1与M2,则内在feature的乘积得到M;因此我们可以利用已有数据(user对item的打分)通过随机梯度下降的方法计算出现有user和item最可能的feature对应到的M1与M2(相当于得到每个user和每个item的内在属性),这样就可以得到通过feature之间的内积得到user没有打过分的item的分数。
本文所采用的数据是movielens中的数据,且自行切割成了train和test,但是由于数据量较大,没有用到全部数据。
代码如下:
[python] view plain copy
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Oct 9 19:33:00 2017
@author: wjw
"""
import pandas as pd
import numpy as np
import os
def difference(left,right,on): #求两个dataframe的差集
df = pd.merge(left,right,how='left',on=on) #参数on指的是用于连接的列索引名称
left_columns = left.columns
col_y = df.columns[-1] # 得到最后一列
df = df[df[col_y].isnull()]#得到boolean的list
df = df.iloc[:,0:left_columns.size]#得到的数据里面还有其他同列名的column
df.columns = left_columns # 重新定义columns
return df
def readfile(filepath): #读取文件,同时得到训练集和测试集
pwd = os.getcwd()#返回当前工程的工作目录
os.chdir(os.path.dirname(filepath))
#os.path.dirname()获得filepath文件的目录;chdir()切换到filepath目录下
initialData = pd.read_csv(os.path.basename(filepath))
#basename()获取指定目录的相对路径
os.chdir(pwd)#回到先前工作目录下
predData = initialData.iloc[:,0:3] #将最后一列数据去掉
newIndexData = predData.drop_duplicates()
trainData = newIndexData.sample(axis=0,frac = 0.1) #90%的数据作为训练集
testData = difference(newIndexData,trainData,['userId','movieId']).sample(axis=0,frac=0.1)
return trainData,testData
def getmodel(train):
slowRate = 0.99
preRmse = 10000000.0
max_iter = 100
features = 3
lamda = 0.2
gama = 0.01 #随机梯度下降中加入,防止更新过度
user = pd.DataFrame(train.userId.drop_duplicates(),columns=['userId']).reset_index(drop=True) #把在原来dataFrame中的索引重新设置,drop=True并抛弃
movie = pd.DataFrame(train.movieId.drop_duplicates(),columns=['movieId']).reset_index(drop=True)
userNum = user.count().loc['userId'] #671
movieNum = movie.count().loc['movieId']
userFeatures = np.random.rand(userNum,features) #构造user和movie的特征向量集合
movieFeatures = np.random.rand(movieNum,features)
#假设每个user和每个movie有3个feature
userFeaturesFrame =user.join(pd.DataFrame(userFeatures,columns = ['f1','f2','f3']))
movieFeaturesFrame =movie.join(pd.DataFrame(movieFeatures,columns= ['f1','f2','f3']))
userFeaturesFrame = userFeaturesFrame.set_index('userId')
movieFeaturesFrame = movieFeaturesFrame.set_index('movieId') #重新设置index
for i in range(max_iter):
rmse = 0
n = 0
for index,row in user.iterrows():
uId = row.userId
userFeature = userFeaturesFrame.loc[uId] #得到userFeatureFrame中对应uId的feature
u_m = train[train['userId'] == uId] #找到在train中userId点评过的movieId的data
for index,row in u_m.iterrows():
u_mId = int(row.movieId)
realRating = row.rating
movieFeature = movieFeaturesFrame.loc[u_mId]
eui = realRating-np.dot(userFeature,movieFeature)
rmse += pow(eui,2)
n += 1
userFeaturesFrame.loc[uId] += gama * (eui*movieFeature-lamda*userFeature)
movieFeaturesFrame.loc[u_mId] += gama*(eui*userFeature-lamda*movieFeature)
nowRmse = np.sqrt(rmse*1.0/n)
print('step:%f,rmse:%f'%((i+1),nowRmse))
if nowRmse<preRmse:
preRmse = nowRmse
elif nowRmse<0.5:
break
elif nowRmse-preRmse<=0.001:
break
gama*=slowRate
return userFeaturesFrame,movieFeaturesFrame
def evaluate(userFeaturesFrame,movieFeaturesFrame,test):
test['predictRating']='NAN' # 新增一列
for index,row in test.iterrows():
print(index)
userId = row.userId
movieId = row.movieId
if userId not in userFeaturesFrame.index or movieId not in movieFeaturesFrame.index:
continue
userFeature = userFeaturesFrame.loc[userId]
movieFeature = movieFeaturesFrame.loc[movieId]
test.loc[index,'predictRating'] = np.dot(userFeature,movieFeature) #不定位到不能修改值
return test
if __name__ == "__main__":
filepath = r"E:\学习\研究生\推荐系统\ml-latest-small\ratings.csv"
train,test = readfile(filepath)
userFeaturesFrame,movieFeaturesFrame = getmodel(train)
result = evaluate(userFeaturesFrame,movieFeaturesFrame,test)
在test中得到的结果为:
NAN则是训练集中没有的数据
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
【核心关键词】贷款、报表、课程、专业、建模、缺失值、营销、互联网、银行、办公自动化、数据分析、数据预处理、特征工程、贷 ...
2026-06-05在数据库数据查询、业务报表统计、多表关联分析中,LEFT JOIN左连接是使用率最高的SQL关联查询语句。其核心特性是保留左表全部数 ...
2026-06-05 很多数据分析师能熟练地写SQL、做透视表、算描述性统计,但当被问到“如何预测用户流失概率”“如何归因销量下滑的关键因素 ...
2026-06-05任何一款产品从诞生、普及到最终退出市场,都会遵循一套固定的发展规律,这就是产品生命周期理论。在市场竞争日益激烈、产品迭代 ...
2026-06-04在Excel数据分析、办公统计、业务报表制作场景中,数据透视表是数据汇总、分类统计、快速复盘的核心工具,能够高效完成海量原始 ...
2026-06-04 很多数据分析师拿到数据就开始清洗、建模,但当被问到“这批数据属于什么类型——结构化还是非结构化?分类变量还是数值变量 ...
2026-06-04在问卷调查与社会科学数据分析中,卡方检验是最常用、最基础的非参数检验方法,广泛应用于市场调研、用户分析、行为统计、满意度 ...
2026-06-03【核心关键词】贷款、报表、课程、专业、建模、缺失值、营销、互联网、银行、办公自动化、数据分析、数据预处理、特征工程、贷 ...
2026-06-03 很多数据分析师画过趋势图、做过业绩预测,但当被问到“这个月销售额增长20%,到底是长期趋势自然增长,还是促销活动的短期 ...
2026-06-03逻辑回归是数据分析、机器学习、统计建模中应用最广泛的二分类预测模型,常用于风险判断、行为预测、归因分析等场景。在SPSS、Py ...
2026-06-02数字经济时代,市场竞争日趋同质化,用户消费需求愈发个性化、多元化,传统依托经验、粗放式、广撒网的营销模式弊端日益凸显。长 ...
2026-06-02 很多数据分析师做过按月份的销售额趋势图,画过按天的流量折线图,但当被问到“时间序列和普通数据有什么本质区别”“季节性 ...
2026-06-02在市场竞争日趋饱和、用户需求不断细分的当下,企业创业创新、产品迭代与市场拓展不再依赖经验决策,而是需要系统化、工具化的商 ...
2026-06-01【核心关键词】调度、岗位、数据库、企业、报表、培训、程序、数据分析、数据加工、业务部门、企业数据、调度工具、业务指标、 ...
2026-06-01 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-06-01在数据统计分析、数据清洗、异常值识别与数据分布研究中,箱型图是最直观、高效、专业的可视化分析工具。相较于柱状图、折线图仅 ...
2026-05-29Tkinter是Python内置的标准GUI图形界面库,具备无需额外安装、调用简单、兼容性强、轻量化高效等优势,是Python快速开发桌面小程 ...
2026-05-29 很多分析师在设计标签时思路清晰,但真到落地环节却面临“数据在手,不知如何转化为可用标签”的困境:或因加工方式选择不当 ...
2026-05-29【核心关键词】大数据、经理、专业、金融、客户、传统、建模、数据产品、互联网金融、产品经理、数据分析、金融行业、数据模型 ...
2026-05-28 很多分析师每天和数据打交道,但当被问到“标签是什么”“标签和指标有什么区别”“标签体系如何设计”时,却常常答不上来。 ...
2026-05-28