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求协同过滤算法程序

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harveymao        

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  • TA的每日心情

    2014-12-6 00:46
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    [LV.6]常住居民II

    自我介绍
    数学建模的爱好者

    社区QQ达人

    群组第三届数模基础实训

    群组2014年地区赛数学建模

    群组数学建模培训课堂1

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2014-7-18 23:21 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    本人在学校参加暑假培训,需要这个算法做题!求大神赐教,感激不尽; ^: v+ f: V- O9 c; e; J3 x
    zan
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  • TA的每日心情
    开心
    2017-2-7 15:12
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    [LV.9]以坛为家II

    社区QQ达人 元老勋章 发帖功臣 新人进步奖 优秀斑竹奖 金点子奖 原创写作奖 最具活力勋章 助人为乐奖 风雨历程奖

    群组2013年国赛赛前培训

    群组2014年地区赛数学建模

    群组数学中国第二期SAS培训

    群组物联网工程师考试

    群组2013年美赛优秀论文解

    # -*- coding=utf-8 -*-: l" T' d/ I8 i4 t& I5 N, A
    9 L% s. h, \9 Z& Z/ i2 ^
    import math; R! V1 c3 X; }' \1 o0 A
    import sys
    6 s7 j, \$ i9 S+ Z; u, gfrom texttable import Texttable# v; B$ Q. ?$ W6 z' K
    : D0 G2 o+ C7 q, o
    ) ?3 S* j! N. z: m% z* N4 @" J1 U0 b
    #- [+ F' t) q  Y0 `
    #   使用 |A&B|/sqrt(|A || B |)计算余弦距离* W3 D% M9 T  g0 m- h
    #% U4 G5 ~; K: j" `7 S9 m4 ]
    #0 ]% m3 [) J" K: r
    #
    5 r. C( I3 S! m# i: d/ V$ Edef calcCosDistSpe(user1,user2):
    ' {( n( V& z  J$ j0 V    avg_x=0.0* F2 d$ Q1 ?% p9 E5 p
        avg_y=0.03 q9 D7 L  L/ J) E1 `
        for key in user1:
    4 l0 s4 O0 o$ E6 x; b0 I        avg_x+=key[1]
    / s6 S  P3 z1 ]6 x) i( g& K    avg_x=avg_x/len(user1)
    # d, r! k1 P# N    ) ~2 n/ C) N; [) O2 j* I
        for key in user2:4 `6 T4 x6 q+ \: L" F
            avg_y+=key[1]
    ) `3 S% A1 y1 l    avg_y=avg_y/len(user2)+ a% b6 A; f: o# |& q( M' k
       
    . z7 g' g7 y& o, ~/ H    u1_u2=0.0
    ! v% H! }% z' m    for key1 in user1:
    % z4 g8 l6 N0 `$ L        for key2 in user2:, X* J8 Z5 N. @3 `
                if key1[1] > avg_x and key2[1]>avg_y and key1[0]==key2[0]:8 Y2 H5 p& c6 Q( |
                    u1_u2+=1
    , Q/ F4 _# k8 b' K    u1u2=len(user1)*len(user2)*1.00 X* N* f( ~8 K7 e( r+ V% b$ D  N
        sx_sy=u1_u2/math.sqrt(u1u2)
    , s  \& ^0 Z/ a- V3 ]2 x4 H    return sx_sy, ]2 d  E4 t* ?2 w

    # n7 }. r$ c: A" Y7 v* K+ J/ h0 A0 a3 X- ]- S0 ~: b
    #
    . ?, P9 F, w+ ^, y" S9 Y2 t#   计算余弦距离# S( z" q% v1 l( h# s3 z/ v
    #
    % f( L& @. N1 F0 d3 _' O#- }1 E7 S  K- }/ o
    def calcCosDist(user1,user2):
    % `7 d) Z7 ]- x& V7 _1 ~8 C6 }$ j    sum_x=0.0
    4 n8 s+ v* d  n7 k+ K    sum_y=0.07 S/ O; @! S7 y9 }' \, o# q
        sum_xy=0.01 Y7 d, H$ k: m1 U2 ^( N/ k
        for key1 in user1:
    " p2 j, R$ \$ }, Z% C        for key2 in user2:
    $ C& C3 Z5 P  o& V            if key1[0]==key2[0] :2 G8 F2 T1 W: u) B& a
                    sum_xy+=key1[1]*key2[1]
    9 ]$ d9 z8 L4 a: P+ p                sum_y+=key2[1]*key2[1]1 m) o4 L0 C) a1 c2 ^
                    sum_x+=key1[1]*key1[1]
    * Q5 N3 B8 \  j. c6 V. Y   
    : c# I9 B/ D2 e: ~    if sum_xy == 0.0 :
    3 G5 b/ ~# I0 f( L8 z9 B        return 0, w1 d, h# A2 T$ ^7 t1 K8 ~
        sx_sy=math.sqrt(sum_x*sum_y)
    / o1 M; [$ }  e    return sum_xy/sx_sy
    ; Y; ?/ E# Q8 G* H9 A& v
    7 y% C$ f/ h/ V
    5 r7 O- i4 q' Z# {#& p8 E. n+ p- r' |
    #
    + C7 j9 o& a, S) e% t( O#   相似余弦距离
    " `* F# ^1 _# @#
    ; K  A/ R0 V) y) ?8 v#
    7 O! K( p/ u! L2 b: _! u#
    ( f, Q7 q8 L: Y% vdef calcSimlaryCosDist(user1,user2):0 y' B9 ~  E2 L' s6 A
        sum_x=0.06 n; c+ s$ B7 H4 f+ I; l7 R9 a( U
        sum_y=0.0
    % e4 Y3 @* B' v% }4 W    sum_xy=0.0
      P+ b6 N5 G4 c; R5 V2 P! ~/ ~. p    avg_x=0.0  D7 T4 a. m7 P7 s
        avg_y=0.0
    + u% s& E9 ~3 B+ U    for key in user1:
    + u. u/ k! j; r4 K/ A        avg_x+=key[1]
    + C) C4 ?8 X+ h7 h$ [, g    avg_x=avg_x/len(user1)5 f( z5 {& E) n( q- d! m3 M
       
    4 V( C& d8 X6 _; D    for key in user2:" a' F6 G! Y% Y$ ?; {( E- v
            avg_y+=key[1]
    8 L7 v" [3 O2 A( W6 |    avg_y=avg_y/len(user2)+ q  k/ A1 g3 i1 ^) s% [
        5 g* H6 U, R2 p! S( R& n) V
        for key1 in user1:
    ' g, L: W9 c8 z+ y4 |        for key2 in user2:5 U; s% }* k5 X# x* Q
                if key1[0]==key2[0] :+ w: b( Q# w% R) s
                    sum_xy+=(key1[1]-avg_x)*(key2[1]-avg_y)0 p6 q) ]! d  B7 P% K# S
                    sum_y+=(key2[1]-avg_y)*(key2[1]-avg_y), I3 s0 F7 j, a
            sum_x+=(key1[1]-avg_x)*(key1[1]-avg_x)6 k" j  U' V7 E; x& t# G1 W; T( |
       
    : e3 H* C( X2 N1 r0 y    if sum_xy == 0.0 :8 T/ t5 Y$ a3 m+ j, X; h
            return 0/ e8 H1 L% l1 k: R  p
        sx_sy=math.sqrt(sum_x*sum_y) 1 w' [5 F( J# {
        return sum_xy/sx_sy# w1 k6 e5 y: H/ N: H7 u
        ' Y: r- @( u/ D% k2 m; s) y0 K

    8 K% N' p, Q# @8 l5 K#1 d% ~$ ?0 g. _" a/ H7 t
    #   读取文件- N8 y8 r; ^0 |2 ]  b& x
    #
    ! g4 A4 f) }$ t#
    ) h! P$ t, n# @/ y, \4 |5 G) @/ L" jdef readFile(file_name):4 L$ P' K; F8 J6 ^, @
        contents_lines=[]
    9 p* q( A+ J, R& h% F. L    f=open(file_name,"r")
    6 d2 @3 }% S1 M! Q0 h2 t    contents_lines=f.readlines()
    3 p. o1 C$ f, E5 ~    f.close()
    ' }% }. _$ M" j8 E3 b- X  I+ n! s    return contents_lines( P( L3 v9 P% g
    $ l/ I$ i6 q; N/ Z

    8 S. f. g/ v. A9 S) `
    . |3 B2 c& Y; E2 E#
    1 }" T. I4 U0 q& L- o5 C#   解压rating信息,格式:用户id\t硬盘id\t用户rating\t时间
    & C& L) q. i* n" {! _#   输入:数据集合
    : m7 x* b1 U: U# ?1 ^#   输出:已经解压的排名信息8 `. P8 G0 P+ [, P4 B  p" j+ c
    #. ]6 P' v8 S: L$ y& T" _7 I
    def getRatingInformation(ratings):
    2 o/ |+ d3 p: j; }7 K    rates=[]8 _3 I' c) X! k; y0 j
        for line in ratings:' [# C' ?$ }- _) `6 w
            rate=line.split("\t")
    : r% [2 u2 O0 j1 M9 @3 ~. p$ o+ ~        rates.append([int(rate[0]),int(rate[1]),int(rate[2])])
    ) m, `8 r1 m2 L) x3 W! T+ t; f9 M* V    return rates
    0 s& {, g; i, e5 q# h( {+ p  e8 {5 X% O  _3 w* Z

    3 N% S2 k: u. S4 j5 N#
    * x$ b7 i$ w# ^* X1 v( L$ M7 W#   生成用户评分的数据结构+ y& m4 U5 p) J4 |
    #   
    9 o$ F3 L& d$ i2 z4 N& s#   输入:所以数据 [[2,1,5],[2,4,2]...]0 ^) M  i+ s. i' A8 ~
    #   输出:1.用户打分字典 2.电影字典
    ' Y1 ^, ]$ l$ F6 e4 Z! ~#   使用字典,key是用户id,value是用户对电影的评价,
    % F, W' y8 C6 d0 N#   rate_dic[2]=[(1,5),(4,2)].... 表示用户2对电影1的评分是5,对电影4的评分是2
    " \: ^2 ~8 }6 Y, {& T/ O7 _#( g* H/ [; T2 j6 l. l0 D
    def createUserRankDic(rates):
    % W: j) K3 R- A; M    user_rate_dic={}& a, F1 x8 i4 ^1 V+ ~, Q6 f" D
        item_to_user={}5 w; s' s0 I6 }" R0 d
        for i in rates:0 w: a) H4 C+ P# a  [8 J; |& c
            user_rank=(i[1],i[2])3 A2 E) @, ?, b/ d/ {
            if i[0] in user_rate_dic:
    . @% i" P3 p; k            user_rate_dic[i[0]].append(user_rank)6 \2 ^$ x' y5 \# A# X
            else:
    2 u8 o  [) ]3 H1 Q2 i; j            user_rate_dic[i[0]]=[user_rank]
    3 i+ f& B$ ^& d  h" P            
    4 {! R" |# _* M9 c        if i[1] in item_to_user:8 l$ O1 W9 d+ f. U& T
                item_to_user[i[1]].append(i[0])
    ! ?2 G- }  k! s$ t# m+ Z        else:, r: L0 u  f0 ^; [- D+ o/ i7 Y
                item_to_user[i[1]]=[i[0]]/ f& T! W6 B" x- {% e1 [; x
                5 u: Y( [. z, x
        return user_rate_dic,item_to_user- q, W. N( I5 X- q3 x9 z" u* y' ^
    . X- z1 V* d4 T6 A+ j& F$ X
    4 Z( O' s7 H" `. e' O: X
    #4 }3 p4 B6 A' b6 c2 [6 D/ k
    #   计算与指定用户最相近的邻居7 \: R; ]7 [$ v7 x, ]  a
    #   输入:指定用户ID,所以用户数据,所以物品数据' H# _" F( n' l( f5 S4 A
    #   输出:与指定用户最相邻的邻居列表
    1 Z- G, J/ M$ y" p) M#! i. n' t: k1 D+ m* p7 [
    def calcNearestNeighbor(userid,users_dic,item_dic):& k5 W+ g, K- }
        neighbors=[]
    $ ~/ f: ?5 \0 p- |5 M    #neighbors.append(userid); t! C3 s  t7 R0 h( i3 T/ R
        for item in users_dic[userid]:2 m7 k! x2 d- y! \. k% y  b0 h8 ~
            for neighbor in item_dic[item[0]]:5 w' c! O( x2 H$ G" f( q0 ^* J. @
                if neighbor != userid and neighbor not in neighbors: 7 q! G0 @5 V6 p
                    neighbors.append(neighbor)
    2 v0 Q2 f4 g& ~( p8 B& Q- I      6 Y9 C6 O# O5 P9 S& l& _
        neighbors_dist=[]
    ; H8 a9 m- u1 L    for neighbor in neighbors:
    / S. T2 z7 w+ b! b) F+ l. ?) C        dist=calcSimlaryCosDist(users_dic[userid],users_dic[neighbor])  #calcSimlaryCosDist  calcCosDist calcCosDistSpe
      h5 r6 R' f. u) H& E        neighbors_dist.append([dist,neighbor]), F- h5 d1 X: \. H) [- d, U6 V
        neighbors_dist.sort(reverse=True)
    3 w' V" R' f% \    #print neighbors_dist6 \! K, y' ~. V( {$ ~
        return  neighbors_dist
    ! y# y0 `- ~2 O7 F) x" i, c7 C% R: r( h

    2 w; ?8 a: d/ M#% k$ t, C$ E; l2 B  u, ]
    #   使用UserFC进行推荐, Z6 O8 j/ O9 Y# Z; D1 [
    #   输入:文件名,用户ID,邻居数量
    6 i- @  M5 c: D2 C#   输出:推荐的电影ID,输入用户的电影列表,电影对应用户的反序表,邻居列表  D5 a$ E7 Z) {9 r% W' j0 J, [1 {# O, k
    #' u/ n2 C6 L, f+ F9 g
    def recommendByUserFC(file_name,userid,k=5):
      m3 b- M: }2 Q   
    2 ~+ u/ U1 N4 a1 a4 I  [/ r. v    #读取文件数据) H1 `+ E/ J; ?) z; A
        test_contents=readFile(file_name)) ?( P% U6 a% u. z( F; C
       
    1 N# B+ I7 }  D) _    #文件数据格式化成二维数组 List[[用户id,电影id,电影评分]...] $ ~8 z% P! X* I( ~# y; P( U0 ^3 n
        test_rates=getRatingInformation(test_contents)
    2 Z4 R: A4 @" {& @5 f, f. c1 w    1 t8 \8 @2 J* M
        #格式化成字典数据 0 S7 P% P* [6 K  D: i
        #    1.用户字典:dic[用户id]=[(电影id,电影评分)...]# o' k3 u" J7 H$ S) B
        #    2.电影字典:dic[电影id]=[用户id1,用户id2...]1 C% E! [; y" V0 p
        test_dic,test_item_to_user=createUserRankDic(test_rates)
    + U' ?( k' h) `, [& z- j- \    3 X0 g7 h3 v5 w, Q- o
        #寻找邻居8 o' h! R# ^/ ~5 f
        neighbors=calcNearestNeighbor(userid,test_dic,test_item_to_user)[:k]7 ^/ i6 h; F0 Q
            
    % t. ?' [9 |  \2 V# K+ ]) I    recommend_dic={}
    9 Z" e; b" p7 s    for neighbor in neighbors:
    - f5 O0 L' }5 K6 v        neighbor_user_id=neighbor[1]/ ~# G4 z# q% v% s& ?4 {1 ^
            movies=test_dic[neighbor_user_id]
    , N, q7 z( z: n- P        for movie in movies:
    5 H( D" |5 F: n/ S9 ?            #print movie
    3 d- k0 @7 p  B4 q% n            if movie[0] not in recommend_dic:; `4 I  u8 _* _$ S, F
                    recommend_dic[movie[0]]=neighbor[0]9 H' q& Z$ n, C- m
                else:  I/ ]8 p  n) k3 _1 \
                    recommend_dic[movie[0]]+=neighbor[0]6 Q1 [0 @8 D, M
        #print len(recommend_dic)
    - Z% Y/ V9 d4 r  `  y   
    % g1 S, Z! z& a, K" t; `8 U    #建立推荐列表, K% y1 W. j" ^) J) g
        recommend_list=[]9 H4 r  V5 u/ n% N" \0 q
        for key in recommend_dic:' _8 F/ i9 w0 x3 t, b
            #print key
    2 ]$ M7 `, u. O4 }8 p        recommend_list.append([recommend_dic[key],key])3 [/ d) d  X6 V2 _* v4 z& O: z: @
        7 R. T1 M6 }0 ]# i# F) Q. }
       
    & i" O9 [; E7 u: _    recommend_list.sort(reverse=True)6 P! F* d, K: ^. z% k% g
        #print recommend_list
    4 f1 d# v' w$ a2 K" k3 `    user_movies = [ i[0] for i in test_dic[userid]]0 N+ }! c/ G: T. ^% S

    $ [( m* Q4 ^0 ]" t: P5 j    return [i[1] for i in recommend_list],user_movies,test_item_to_user,neighbors0 g: a& H. q4 q( p3 f. o6 E# [/ w
       
    , M5 K6 {6 O+ [* N7 A) {1 l; V) s   
    4 w2 S% m$ O7 L; j4 V* m9 e) A1 ~" _! X7 ?9 @# [
    #
    - W5 e, X1 J8 L  [5 v1 ^#% {2 G4 x7 o, y$ [/ ]
    #   获取电影的列表; O" z+ ^: N7 ^; Z5 J) Y
    #8 u  q: W2 x. v) p
    #
    " O1 c0 u' U1 n. Q: A  t#
    : `2 x! [, z+ P3 }+ zdef getMoviesList(file_name):  Q$ R4 y# R& j
        #print sys.getdefaultencoding()
    + ]' T! b- S, @0 b1 C: C! i" |    movies_contents=readFile(file_name)
    # l6 T+ R' v1 r/ [& [) |    movies_info={}
    - |& A/ L: n( b' k7 |% A7 M/ b    for movie in movies_contents:
    . a% y: a2 W+ L0 \3 Q1 U2 |        movie_info=movie.split("|")3 C% _' q- q9 X* S' Y+ ]
            movies_info[int(movie_info[0])]=movie_info[1:]/ c1 U4 K2 s( U( G
        return movies_info
    + f: f# y7 p; o+ ?+ K   
    9 W+ O2 P  M5 D+ x% a    7 Y3 f- J+ z4 E
        : x' x- f- Y& C: Z" L' c, ]9 C0 L6 S( a
    #主程序! E! Y) S2 A! b  ]. s+ q1 m# z
    #输入 : 测试数据集合0 e) `+ j3 }% D5 C; J
    if __name__ == '__main__':( w) B: w# x9 O: p; |2 U
        reload(sys)9 k% F: M' V; V1 X- P
        sys.setdefaultencoding('utf-8')
    ' a. V2 s$ z6 R3 f2 [, l    movies=getMoviesList("/Users/wuyinghao/Downloads/ml-100k/u.item")- n$ M3 s/ p/ a( w8 j' @6 @
        recommend_list,user_movie,items_movie,neighbors=recommendByUserFC("/Users/wuyinghao/Downloads/ml-100k/u.data",179,80)
    ( R7 X) ]; I- J    neighbors_id=[ i[1] for i in neighbors]  \- r- f1 J4 u  D
        table = Texttable()
    3 j, o; h: _7 Y0 b! n0 b& S7 b    table.set_deco(Texttable.HEADER)
    8 N$ _9 s+ [/ y4 Y  z    table.set_cols_dtype(['t',  # text
    2 e. J: c( s# u2 v                          't',  # float (decimal), a( w# O" X! A% j; ]
                              't']) # automatic
    : [1 r9 \9 n. k4 ^8 @# P: V  E1 a1 J    table.set_cols_align(["l", "l", "l"])
    % ~8 D8 [4 U! M  u. ]    rows=[]/ |6 W- F0 S8 |" N1 `
        rows.append([u"movie name",u"release", u"from userid"])7 G. i4 O1 K/ l$ ~* v
        for movie_id in recommend_list[:20]:
    3 t6 A+ W; @$ `4 r' U: a1 W        from_user=[]" R1 O& n% q5 b' d; j  J
            for user_id in items_movie[movie_id]:
    4 i& Z6 k! `1 v* ]+ P            if user_id in neighbors_id:
    , P! [. o, S. D& g# J                from_user.append(user_id)1 p8 l$ K. A7 Q7 ^. u
            rows.append([movies[movie_id][0],movies[movie_id][1],""])* p: n1 W4 ^* t7 L6 R; b; I
        table.add_rows(rows)+ D. w$ J: p  a1 W/ S/ ^# _
        print table.draw()
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    [LV.7]常住居民III

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    百年孤独 发表于 2014-7-19 09:22 + B7 r" u( X0 X1 d( Q2 K
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