京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
基于用户的协同过滤推荐算法原理和实现
在推荐系统众多方法中,基于用户的协同过滤推荐算法是最早诞生的,原理也较为简单。该算法1992年提出并用于邮件过滤系统,两年后1994年被 GroupLens 用于新闻过滤。一直到2000年,该算法都是推荐系统领域最著名的算法。
本文简单介绍基于用户的协同过滤算法思想以及原理,最后基于该算法实现园友的推荐,即根据你关注的人,为你推荐博客园中其他你有可能感兴趣的人。
基本思想
俗话说“物以类聚、人以群分”,拿看电影这个例子来说,如果你喜欢《蝙蝠侠》、《碟中谍》、《星际穿越》、《源代码》等电影,另外有个人也都喜欢这些电影,而且他还喜欢《钢铁侠》,则很有可能你也喜欢《钢铁侠》这部电影。
所以说,当一个用户 A 需要个性化推荐时,可以先找到和他兴趣相似的用户群体 G,然后把 G 喜欢的、并且 A 没有听说过的物品推荐给 A,这就是基于用户的系统过滤算法。
原理
根据上述基本原理,我们可以将基于用户的协同过滤推荐算法拆分为两个步骤:
1. 找到与目标用户兴趣相似的用户集合
2. 找到这个集合中用户喜欢的、并且目标用户没有听说过的物品推荐给目标用户
1. 发现兴趣相似的用户
通常用 Jaccard 公式或者余弦相似度计算两个用户之间的相似度。设 N(u) 为用户 u 喜欢的物品集合,N(v) 为用户 v 喜欢的物品集合,那么 u 和 v 的相似度是多少呢:
Jaccard 公式:
余弦相似度:
假设目前共有4个用户: A、B、C、D;共有5个物品:a、b、c、d、e。用户与物品的关系(用户喜欢物品)如下图所示:
如何一下子计算所有用户之间的相似度呢?为计算方便,通常首先需要建立“物品—用户”的倒排表,如下图所示:
然后对于每个物品,喜欢他的用户,两两之间相同物品加1。例如喜欢物品 a 的用户有 A 和 B,那么在矩阵中他们两两加1。如下图所示:
计算用户两两之间的相似度,上面的矩阵仅仅代表的是公式的分子部分。以余弦相似度为例,对上图进行进一步计算:
到此,计算用户相似度就大功告成,可以很直观的找到与目标用户兴趣较相似的用户。
2. 推荐物品
首先需要从矩阵中找出与目标用户 u 最相似的 K 个用户,用集合 S(u, K) 表示,将 S 中用户喜欢的物品全部提取出来,并去除 u 已经喜欢的物品。对于每个候选物品 i ,用户 u 对它感兴趣的程度用如下公式计算:
其中 rvi 表示用户 v 对 i 的喜欢程度,在本例中都是为 1,在一些需要用户给予评分的推荐系统中,则要代入用户评分。
举个例子,假设我们要给 A 推荐物品,选取 K = 3 个相似用户,相似用户则是:B、C、D,那么他们喜欢过并且 A 没有喜欢过的物品有:c、e,那么分别计算 p(A, c) 和 p(A, e):
看样子用户 A 对 c 和 e 的喜欢程度可能是一样的,在真实的推荐系统中,只要按得分排序,取前几个物品就可以了。
园友推荐
在社交网络的推荐中,“物品”其实就是“人”,“喜欢一件物品”变为“关注的人”,这一节用上面的算法实现给我推荐 10 个园友。
1. 计算 10 名与我兴趣最相似的园友
由于只是为我一个人做用户推荐,所以没必要建立一个庞大的用户两两之间相似度的矩阵了,与我兴趣相似的园友只会在这个群体产生:我关注的人的粉丝。除我自己之外,目前我一共关注了23名园友,这23名园友一共有22936个唯一粉丝,我对这22936个用户逐一计算了相似度,相似度排名前10的用户及相似度如下:
| 昵称 | 关注数量 | 共同数量 | 相似度 |
|---|---|---|---|
| 蓝枫叶1938 | 5 | 4 | 0.373001923296126 |
| FBI080703 | 3 | 3 | 0.361157559257308 |
| 鱼非鱼 | 3 | 3 | 0.361157559257308 |
| Lauce | 3 | 3 | 0.361157559257308 |
| 蓝色蜗牛 | 3 | 3 | 0.361157559257308 |
| shanyujin | 3 | 3 | 0.361157559257308 |
| Mr.Huang | 6 | 4 | 0.340502612303499 |
| 对世界说你好 | 6 | 4 | 0.340502612303499 |
| strucoder | 28 | 8 | 0.31524416249564 |
| Mr.Vangogh | 4 | 3 | 0.312771621085612 |
这10名相似用户一共推荐了25名园友,计算得到兴趣度并排序:
| 排序 | 昵称 | 兴趣度 |
|---|---|---|
| 1 | wolfy | 0.373001923296126 |
| 2 | Artech | 0.340502612303499 |
| 3 | Cat Chen | 0.340502612303499 |
| 4 | WXWinter(冬) | 0.340502612303499 |
| 5 | DanielWise | 0.340502612303499 |
| 6 | 一路前行 | 0.31524416249564 |
| 7 | Liam Wang | 0.31524416249564 |
| 8 | usharei | 0.31524416249564 |
| 9 | CoderZh | 0.31524416249564 |
| 10 | 博客园团队 | 0.31524416249564 |
| 11 | 深蓝色右手 | 0.31524416249564 |
| 12 | Kinglee | 0.31524416249564 |
| 13 | Gnie | 0.31524416249564 |
| 14 | riccc | 0.31524416249564 |
| 15 | Braincol | 0.31524416249564 |
| 16 | 滴答的雨 | 0.31524416249564 |
| 17 | Dennis Gao | 0.31524416249564 |
| 18 | 刘冬.NET | 0.31524416249564 |
| 19 | 李永京 | 0.31524416249564 |
| 20 | 浪端之渡鸟 | 0.31524416249564 |
| 21 | 李涛 | 0.31524416249564 |
| 22 | 阿不 | 0.31524416249564 |
| 23 | JK_Rush | 0.31524416249564 |
| 24 | xiaotie | 0.31524416249564 |
| 25 | Leepy | 0.312771621085612 |
只需要按需要取相似度排名前10名就可以了,不过看起来整个列表的推荐质量都还不错!
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
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产品经理的业务能力,不是“会用多少工具”,而是能否把业务目标翻译成可执行的指标、用数据验证判断、再推动方案落地并复盘。全 ...
2026-10-22产品经理快速提升职场技能,关键不在多报几门课,而在于先找出当前岗位上最影响产出的一两项能力缺口,围绕“业务理解—需求与指 ...
2026-10-22