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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 |正序浏览
    |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1 I! m$ y9 v( N9 ~
    zan
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    开心
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    [LV.3]偶尔看看II

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2016-4-14 14:41
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    [LV.7]常住居民III

    自我介绍
    数模新手

    社区QQ达人

    百年孤独 发表于 2014-7-19 09:22
    $ c9 C/ x. e* e, M6 `& L: }" T# -*- coding=utf-8 -*-, Y) H( z) T; Z' D; T
    0 c0 C1 c, f+ y1 b
    import math

    : n2 c- x& P& Y( T/ {. i7 j这是什么语言的程序?
    " G7 H" b8 l9 t3 z# A! K
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  • TA的每日心情
    开心
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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 -*-
    ' j! B! d, B$ c* ^5 w6 r) d8 y  F! q( k) Q6 M7 |1 X; E
    import math
    / I. _( B# X9 k  [# A7 Ximport sys+ H. H' Q6 {! G& K) N; B+ b6 W( Y
    from texttable import Texttable1 z2 S1 |3 J* @2 o0 m$ W
    3 A4 o' a3 F5 t. G! J9 {
    : p6 c/ A) _0 @9 [
    #. u( n& a7 b% e/ ~
    #   使用 |A&B|/sqrt(|A || B |)计算余弦距离
    6 p$ v# m# g, d8 P1 Q#; [5 t9 y  M6 Z& u, Y9 _
    #, a+ \, p$ o9 q7 g4 m/ U8 l: H
    #
    ' E" i2 v% ?( a+ `def calcCosDistSpe(user1,user2):
    2 m2 U" `2 @% ?  G; K/ M$ h, j    avg_x=0.05 G# I& e. C- a
        avg_y=0.0% u1 ?9 U% z/ U/ Q- N1 r+ H
        for key in user1:
    ' p/ W# `0 Q3 p% @4 }- C        avg_x+=key[1]
    4 G* l) ?' o) o2 F4 D5 N4 h    avg_x=avg_x/len(user1), R; ]% G" b: B
        ) P! ~0 b3 f/ |5 L6 A- e: M; R
        for key in user2:8 u' e9 X5 \- H
            avg_y+=key[1]
    % G! p9 W5 r: \5 D  A5 S! _7 g    avg_y=avg_y/len(user2)  i' v$ {3 S8 w
        2 B6 v: d* `3 c* {
        u1_u2=0.0  R3 L& f% u1 _1 }9 M  g
        for key1 in user1:# z) Z  O$ e" @6 K) [& F& n6 ?
            for key2 in user2:% e" x1 d8 a  s
                if key1[1] > avg_x and key2[1]>avg_y and key1[0]==key2[0]:
    : |; z( X$ |6 r* I, G) [                u1_u2+=1: W. y7 b4 d. S
        u1u2=len(user1)*len(user2)*1.06 G; x9 p9 a6 c- r& W' x
        sx_sy=u1_u2/math.sqrt(u1u2), Z; d0 C5 ~8 T6 y) C1 E. h, S
        return sx_sy
    ( \6 c& E' A+ N; M* S7 s% _: v; w5 s  p

    + A$ e* f- p$ ^# X" K( H1 i# p. A#/ {+ i" g  B) X- q* J
    #   计算余弦距离# M  x# d6 \# m) e  N3 i) s
    #" @& |9 `+ S* z* x; l% b
    #
    , H9 C) j6 O8 pdef calcCosDist(user1,user2):
    ) ]* R3 u( V& ^" _, ], h* q    sum_x=0.03 S) _. Q( L" }
        sum_y=0.0/ P0 R& t6 C0 {8 y. ?
        sum_xy=0.0
    2 |- i0 T1 v( [: {. u    for key1 in user1:
    ( f& M+ V6 A, s3 n% c        for key2 in user2:4 D9 t) L" }3 w; C, c. v: p
                if key1[0]==key2[0] :+ b4 }6 |% }2 T* d1 B& I* @0 [& m, g
                    sum_xy+=key1[1]*key2[1]8 w: z. w( e6 h4 @
                    sum_y+=key2[1]*key2[1]
    % ^. ?  Q; S) a% l2 y1 G3 W# P- t                sum_x+=key1[1]*key1[1]
      _6 |, @- ~- J4 C. o    + t3 P" M+ ]6 S- W
        if sum_xy == 0.0 :" H% Z. M7 f% v6 F* u/ Z# a
            return 0
    ; I  R/ Y2 ]. l    sx_sy=math.sqrt(sum_x*sum_y) / A* a9 P# c/ P3 }: d* J
        return sum_xy/sx_sy
    6 r1 K8 B: x9 \$ G/ z. B: |
    1 b! a0 n: p# Z' a+ d' y" O8 M' V  t! d
    #
    1 r  q3 @: {6 Z8 P2 g9 k2 q& Q% r#
    ; ?7 g8 E0 G5 b6 Y1 h#   相似余弦距离
    - J& c! {1 }+ @% T#) t& G0 G) p, \
    #7 B9 k/ {# B! C- j. X2 F
    #
    ) I! r  L! ^) [! |( Vdef calcSimlaryCosDist(user1,user2):5 _5 z2 j1 n; u0 g
        sum_x=0.02 G6 y* u9 h* q1 r$ i6 R
        sum_y=0.0
    7 {2 d: h7 s' |7 T$ l9 u    sum_xy=0.0  Y# J% w7 u# t  m0 Q
        avg_x=0.0
    % ^' B, o3 z' w0 I" Z3 L( m1 ^. Q    avg_y=0.0
    ( o4 n0 p$ z' i+ P- O    for key in user1:- ?+ P5 V# q" J: O4 C! i8 ~2 ~
            avg_x+=key[1]
    " {) c! `7 I  N+ ^( u0 N5 O    avg_x=avg_x/len(user1)/ I7 p5 }2 y* j" a' C- j4 U$ D
        . g# D1 ?2 m5 f$ x5 m& W
        for key in user2:
    9 d' k" ]1 A& r) p        avg_y+=key[1]
    7 s* N/ }" o# P+ z7 a! _3 n    avg_y=avg_y/len(user2)
    9 n+ x* ~. l& l* q9 s' m    % ?" f+ h0 d1 ]0 s
        for key1 in user1:- s& n; _$ P; M' c; r
            for key2 in user2:  Y' N2 N" M* I
                if key1[0]==key2[0] :  w3 P) \: L( M) h/ E+ m! e  k
                    sum_xy+=(key1[1]-avg_x)*(key2[1]-avg_y)/ Q" j8 I- W! g" s' H% s$ K
                    sum_y+=(key2[1]-avg_y)*(key2[1]-avg_y)
    ; D% A% j9 G: p2 |) n        sum_x+=(key1[1]-avg_x)*(key1[1]-avg_x)) x, X1 F! g4 B4 N
        ! L  ]( J$ c6 k& ?: L+ |( A
        if sum_xy == 0.0 :
    % Q1 x7 Y- H8 C! x* d        return 0  `# l" {' p$ n( C+ M
        sx_sy=math.sqrt(sum_x*sum_y)
    8 e' d; I& b7 Z% s7 ?0 \! v6 }6 a# Q    return sum_xy/sx_sy
    & i0 \5 c+ L! r# M8 X: n: e   
    ' r) A( m: }1 e) N+ q) }6 G. E! Y8 y1 b& W
    #
    # o+ n) x: s% C- Y" |8 j#   读取文件: U& I2 c' {4 k
    #
    . ^$ Q$ b/ r2 X#
    % H: d! r' N7 g' q3 V6 l. qdef readFile(file_name):# g6 M4 @/ \6 b" F% U# S) X
        contents_lines=[]
    + [, g9 I) N. O% {7 g    f=open(file_name,"r")
    / X- B5 e) ~4 l0 L2 E' T( s    contents_lines=f.readlines()
    ; V% i  @& M$ P    f.close()
    1 }5 k0 f0 R* s) V    return contents_lines
    & D" C# v9 [2 ]/ k: K$ N8 o* Y. D6 l
    8 N- A% }: [+ @5 C( s6 ~5 {, s2 S( O4 Z

    # ^8 R4 h% i0 w# B; m8 B#
    0 t0 c, _2 c/ l& B7 F#   解压rating信息,格式:用户id\t硬盘id\t用户rating\t时间  L% Q/ ]; k/ V3 T
    #   输入:数据集合2 O2 j5 E( _5 X4 A
    #   输出:已经解压的排名信息
    $ m2 K/ C8 ]8 V# @1 z% b4 U#
    2 i6 R8 s8 f9 O  |" I2 u: Mdef getRatingInformation(ratings):" C. N& l+ O8 e, S$ Y1 g2 v% z
        rates=[]
    7 j1 ]  o* A$ E6 ?2 l    for line in ratings:
    3 T( L, L5 j5 _( r" V$ y: i, P        rate=line.split("\t")0 \1 R2 P9 M  C
            rates.append([int(rate[0]),int(rate[1]),int(rate[2])])( l+ c8 U# q  L) v. G& }
        return rates
    4 k8 g% \" B* |- o5 f
    : b( x! \) Z+ o7 A3 J- ?7 M& B5 A4 U
    0 p) x  E/ l3 |; [9 t/ F#/ ?1 O2 B$ q/ l
    #   生成用户评分的数据结构
    2 h; N" ^( w" r# S! |# v. ~#   4 {  r8 ^1 e9 w
    #   输入:所以数据 [[2,1,5],[2,4,2]...]& ], g  v9 V5 o* v( ~& n
    #   输出:1.用户打分字典 2.电影字典
    / [0 b6 c* F& q8 l! @#   使用字典,key是用户id,value是用户对电影的评价,
    , y3 l  {* U/ Z: y" u' [, y. S#   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26 s( {' h5 d+ L1 _
    #4 s% Y8 i' ~# x9 t4 E$ Y+ F
    def createUserRankDic(rates):. D, ]8 B3 y) x( o# _, z* ?
        user_rate_dic={}5 o$ a% M5 K! ~$ l- U
        item_to_user={}
    ' F- V' a. A4 ^  B) `# d+ x; x' @+ U; Q( G    for i in rates:2 \) j, M3 z1 b0 l& T% g4 q0 q3 O
            user_rank=(i[1],i[2])
    - K! J  Y3 R9 v, J- q* ?        if i[0] in user_rate_dic:
    3 i% G  W  p! ?  b/ ?: w            user_rate_dic[i[0]].append(user_rank)5 \# u2 {; F9 L+ v2 L2 W: t2 y
            else:
    / Z# p9 P3 X! o, w% t! \5 E            user_rate_dic[i[0]]=[user_rank]
    $ g# ?2 w) T' e            2 U8 ?# [# u* {& i$ X; Z
            if i[1] in item_to_user:
      g( M. e1 K1 A( B            item_to_user[i[1]].append(i[0])9 P4 t( p7 q! \+ B: b& q6 t
            else:
    " \7 V; x# z- o6 w            item_to_user[i[1]]=[i[0]]
    : `' l+ d: `8 d3 {7 ^            
      x' I! g  t, y: L    return user_rate_dic,item_to_user
    0 m$ R# n5 T! C2 T0 F9 I/ L% J6 R' Q1 P  p6 p( J; q

    6 o* s9 q; N) _7 H#% Q; p( A: ?+ `+ b* f, w
    #   计算与指定用户最相近的邻居
    ( ^0 }3 H. _0 y; Z7 k#   输入:指定用户ID,所以用户数据,所以物品数据
    / \9 A; f, y+ |" K  d- ]( h+ ]7 ]#   输出:与指定用户最相邻的邻居列表
    2 n6 A' v& K2 `- E#
    # w& E! `- U1 K, wdef calcNearestNeighbor(userid,users_dic,item_dic):
      S/ H" X% o' |3 E    neighbors=[]. |8 o9 W( n, E% v
        #neighbors.append(userid)' @. z, R3 }* _% k( E+ M7 o0 S  v
        for item in users_dic[userid]:
    . I' u8 M3 i; T( c        for neighbor in item_dic[item[0]]:
    - S3 S% g0 X6 |7 S6 {+ A            if neighbor != userid and neighbor not in neighbors: ( {, A+ u2 X1 `, ~- I
                    neighbors.append(neighbor)6 x& Y* c; |' w' B% W# Z1 Q% T6 z
          / R7 G2 t8 v+ c- }! b) }" X
        neighbors_dist=[]$ V% [' T1 q- x4 C; g2 `8 _& r
        for neighbor in neighbors:9 r3 c8 b4 Q2 G& O7 j, i) E5 l
            dist=calcSimlaryCosDist(users_dic[userid],users_dic[neighbor])  #calcSimlaryCosDist  calcCosDist calcCosDistSpe
    . H% `& R  e! `/ F5 h        neighbors_dist.append([dist,neighbor])$ t" [/ L- j5 c4 B$ L; D. G6 K  i$ R
        neighbors_dist.sort(reverse=True)
    3 C5 S/ V/ U# ?; u# _) d0 \    #print neighbors_dist
    # u% ~' u. p* r  M    return  neighbors_dist) p2 s( n0 G$ }, ]5 m' m

    8 s* \- W% `. }# c/ x
    0 G5 G8 w8 v. W5 q+ J3 ?( R6 Q% g#
    : `* @7 Y! A7 k3 z1 ~  U8 Q#   使用UserFC进行推荐
    3 D3 K+ H' m: j- a. |' ]+ {#   输入:文件名,用户ID,邻居数量& \! N7 ]; t7 ]& M+ m* @
    #   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
    $ v5 J$ i6 R7 c: K# h, y1 E% B#
    # q4 q% c# z( L& g- Gdef recommendByUserFC(file_name,userid,k=5):
    , R' G. g! a2 V$ i7 j+ j+ h/ F   
    ! o2 o9 r2 l9 M: S6 R) h  W9 j    #读取文件数据
    - |/ ~7 D2 F2 n- z' O; T5 D    test_contents=readFile(file_name)2 x; S5 a5 `% @7 V% k& G3 ?
        + D' Y; W  f/ L
        #文件数据格式化成二维数组 List[[用户id,电影id,电影评分]...] & s" m- s- n& `5 m4 J
        test_rates=getRatingInformation(test_contents)0 t6 L2 }% |' Y4 ]
       
    6 x% @4 Y/ t- W9 [" H4 J6 {9 C    #格式化成字典数据
    4 b: J* g6 ]- _, |+ c    #    1.用户字典:dic[用户id]=[(电影id,电影评分)...]
    3 c0 _9 M, p# S    #    2.电影字典:dic[电影id]=[用户id1,用户id2...]
    - O! G. O( U- o& J. |3 L( t    test_dic,test_item_to_user=createUserRankDic(test_rates)
    " x% q+ g! x  s: ~6 J% K% r   
    . Y- v- L4 b7 _" ~  h    #寻找邻居$ ]+ v% d/ V" F' @& g; V, v$ O
        neighbors=calcNearestNeighbor(userid,test_dic,test_item_to_user)[:k]
    7 Z9 h8 L( s3 }3 d+ s) F        * Y; Z7 o9 V* s$ v# R- w. e5 L" Q
        recommend_dic={}
    # j. d# k  K$ r, c+ d  e    for neighbor in neighbors:
    & s1 E6 l, M# [, d$ K; f        neighbor_user_id=neighbor[1]! {9 y+ @: u, a5 S3 Y
            movies=test_dic[neighbor_user_id]
    4 H5 x# G+ @% i        for movie in movies:
    , Q. A5 W4 ^, Y' V7 {            #print movie- G9 e- L" R+ [+ Y3 ?
                if movie[0] not in recommend_dic:9 K3 }1 p6 p9 l8 J8 G% p$ E
                    recommend_dic[movie[0]]=neighbor[0]
    1 f' D% d0 [6 v6 }0 ^. @& e2 X            else:# M# `1 r5 n" T& W2 Y" n* n7 I
                    recommend_dic[movie[0]]+=neighbor[0]# Y) B( n% a- \+ [
        #print len(recommend_dic)1 r$ J0 c4 y7 O' r; t5 i3 D) m+ @$ E
       
    % A2 ?+ G- R2 e- _: o, a$ Y    #建立推荐列表) `, K" B1 W( a9 C1 ^8 D
        recommend_list=[]) E0 w5 a: q9 d1 I' I
        for key in recommend_dic:
    % F0 h7 I! A. P        #print key
    5 r& d( ]- f* L% e5 X        recommend_list.append([recommend_dic[key],key])
    : l5 b& O4 {, i8 x% o    : {9 q9 w: W3 R+ ^* O6 L2 ~
        ( k" ?8 t% C, V- l& F+ G2 G! k# _
        recommend_list.sort(reverse=True)
    + Z" ]4 v5 l  F: f7 g* q    #print recommend_list) w) ^* Z7 `9 ]+ R
        user_movies = [ i[0] for i in test_dic[userid]]
    3 J4 ?9 B, m/ u9 E9 [3 c
    7 a- Z; i. v7 P( C1 w) m    return [i[1] for i in recommend_list],user_movies,test_item_to_user,neighbors
    . K3 H& J5 L" k    * \6 ~$ w2 ]( S3 b4 q* f
        - A* w$ |  S$ H/ ~6 X6 T& X' x
    1 ?6 d: Z' h% ?) F
    #
    6 [/ K9 k2 g6 c#
    + l! s' k! h: ?; V1 d#   获取电影的列表
    ! Z" Y( ^% l2 o5 c+ t, d#+ S/ x; P1 Y" U, n
    #* }) ~/ m7 W# u( O4 R! ?
    #
    4 |; \. Y7 S- y* e9 mdef getMoviesList(file_name):" B8 `: u  N, y/ B4 v( f1 K
        #print sys.getdefaultencoding()- P# ^) w3 N% ^* c6 [- z5 \
        movies_contents=readFile(file_name)
    , z" v2 m  z/ h+ T4 h1 j" ]$ \/ c0 d    movies_info={}
    1 a' T- w! J1 C8 F# Y0 y, {    for movie in movies_contents:, ]. X$ ], |3 g7 D6 ^* Q4 ?
            movie_info=movie.split("|")5 x2 h: J: T# p" T5 c' t3 M
            movies_info[int(movie_info[0])]=movie_info[1:]  m7 S$ \; F" \, b- G! ?
        return movies_info: V, m) j, k2 J' r' f4 V7 P
       
    7 G. ~5 S) f9 Q    0 {" e! v) `/ J
       
    ! J: D$ O' J/ ]9 Z1 S. @- ^3 b#主程序
    ' `6 z9 H( n" L; k3 G4 Z8 l- ?( [#输入 : 测试数据集合: D) b8 ]/ ]4 `! i: ~
    if __name__ == '__main__':6 d2 ?$ `  q/ ]" ?! |% ]4 a
        reload(sys)# f: u6 u' C3 p. k3 Y
        sys.setdefaultencoding('utf-8')) C! E$ v  T; n; H
        movies=getMoviesList("/Users/wuyinghao/Downloads/ml-100k/u.item")
    0 P2 g; d0 y, ?& h4 w7 q  G    recommend_list,user_movie,items_movie,neighbors=recommendByUserFC("/Users/wuyinghao/Downloads/ml-100k/u.data",179,80): L- r1 S8 y& q- u
        neighbors_id=[ i[1] for i in neighbors]2 J3 A3 S+ N' p2 K
        table = Texttable()
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        for movie_id in recommend_list[:20]:
    3 F) \9 P# V2 v. ^0 T; O        from_user=[]8 g7 \' e6 }* ?2 ~5 f1 t& d$ w
            for user_id in items_movie[movie_id]:9 q9 v. X3 R9 z% b) }. V
                if user_id in neighbors_id:
    ( p* l3 g+ h# e3 k! ]                from_user.append(user_id)
    % m$ i5 J, Q. q! w1 L        rows.append([movies[movie_id][0],movies[movie_id][1],""])- Z2 f: N2 Q: \$ Z1 |( |
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