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
一、问题:为什么 ID 会"断号" 很多刚接触 MySQL 的同学都会有一个困惑:表里的主键 ID 是自增的,删了中间几行数据之后,ID 变 ...
2026-10-22一、问题场景:为什么会重复 JOIN 同一个子查询 在写复杂 SQL 时,经常遇到这种需求:同一张表或同一个聚合子查询,要和主表关联 ...
2026-10-22人力资源专员是HR体系的执行入口。招聘信息发布、简历初筛、面试安排、考勤汇总、入离职手续、劳动合同与档案管理,大多由这个岗 ...
2026-10-22人力资源经理问“必学技巧”,真正要解决的不是知识清单不够长,而是时间有限、业务催得紧,学完却用不上。更有效的路径是:先用 ...
2026-10-22内容营销岗位的核心任务,不是“把文案写得更漂亮”,而是围绕目标受众,用持续的内容供给影响认知、推动转化并沉淀复购。它至少 ...
2026-10-22理财经理培训课程很多,难的是判断“先学什么、后学什么、学完能做什么”。与其按课程名称罗列,不如先看岗位任务:客户分层与维 ...
2026-10-22理财经理的知识结构,可以先用一句话概括:合规与产品知识决定“不出错”,客户经营与资产配置决定“够不够专业”,市场研判与数 ...
2026-10-22经济学背景做数据分析,优势不在工具,而在问题意识:供需如何相互作用、成本与收益如何权衡、变量之间是相关还是因果。真正的缺 ...
2026-10-22需要,但要把“需要”理解准确。经济学本身就在处理数据:GDP、物价、就业、企业营收、问卷调研,都是经济分析的原料。真正的区 ...
2026-10-22经济学分析能力不是单一技能,它至少由三层构成:把现实问题转成可检验假设的理论框架能力、用数据与统计方法验证假设的工具能力 ...
2026-10-22金融分析师的知识提升,先补的不是更多模型,而是让结论可复核的底层能力。按任务顺序,大致是四层:财务与业务理解、指标口径管 ...
2026-10-22金融分析师的“通用技能”,指换到不同机构、不同行业组仍用得上的底层能力,而非某家公司内部系统的操作经验。按任务拆,日常要 ...
2026-10-22先给结论:数据分析证书不是金融分析师的准入条件,招聘方也不会因为一张证书就直接判断你能做分析。要不要考,取决于你当前任务 ...
2026-10-22金融分析师的核心技能,不是“会看K线”或“会讲宏观”,而是能把一家公司、一个行业或一类资产,转化为可核查的数据判断与书面 ...
2026-10-22产品经理的知识提升,不是把需求文档、原型、SQL、数据分析、项目管理都学一遍,而是先对准目标岗位的真实任务,找出自己最缺的 ...
2026-10-22产品专员提升工作知识,最有效的方式不是先囤课程,而是围绕日常交付的四件事来补:需求调研与优先级判断、原型与PRD表达、竞品 ...
2026-10-22产品运营专员提升个人能力,常见误区是先把Excel、SQL、Python列成一张学习清单,然后从第一个工具开始学。更有效的做法是先回答 ...
2026-10-22产品运营的能力提升,最怕从“课程目录”出发:今天学增长模型,明天背SQL语法,学完却说不清自己负责的功能为什么激活率低。更 ...
2026-10-22产品经理的技能和影响力不是两条分开的赛道。技能决定你能不能把问题分析清楚、把方案设计对;影响力决定你的判断能否被团队接受 ...
2026-10-22产品经理要学的数据分析能力,不是“会写SQL”或“会用BI工具”这么简单。更准确地说,是围绕需求评估、功能迭代、指标监控、实 ...
2026-10-22