机器学习：个性化推荐之评分预测问题

 前段时间参加了一次数据竞赛，做的是用户兴趣度预测。下面说说我做的时候的一些思路和想法。

首先说数据：官方给了大约700M的训练数据，数据为CSV格式，用python的pandas读入后观察数据，会发现一个行数大约为三千四百余万、列为4的Dataframe，每一行代表了一次评分记录，记录中包含的信息为uid、iid、‘score’、‘time'  ，即（columns=['uid'、‘iid’、‘time’、‘score’])。

下面就可以说说我们的思路了~：我们先是使用各种平均值法（包括u_means,i_means,u_i_means方法）这种方法逼格Low，效果也不怎么样，所以这里详细说了，然后我们把用户和商品评分的方差（std）考虑了进来，以此表示评分的波动，希望可以建立一个数学模型，最终效果也不好，再然后我们使用了协同过滤算法~~，这是推荐系统里最常见的算法，不多解释了，可是我们在做的时候又遇到问题了，（稀疏性如何解决就不提了，因为我们根本就没有建立起计算相似度所需要的矩阵，原因是数据太多，用户多，商品也多，建立一个[iid_max,uid_max]的矩阵太耗内存~~，我的笔记本只有6G内存，无法存储如此大的数据），不过这个问题并不严重，毕竟我们可以分开计算物体的相似度，具体思想参考 http://data.qq.com/article?id=823，我尝试了如此做，先是借鉴了关联规则里的Aproari算法来做，可问题来了，这样太慢了，然后我选择用FP-Tree，以为会快好多，事实证明自己是在太天真，等了三小时，没有结束，我便强制停止了程序，所以协同过滤的效果会怎么样，我没有确切的知道，谁如果愿意的话可以自己找些数据做做~~，再然后我们选择了LFM算法，这是一个学习算法~~，具体如何理解可参考http://blog.csdn.net/zjxiaolu/article/details/44545885

不过对于LFM这个算法真正在用的时候依然会有问题~~，会遇到一些奇葩的问题~~，具体问题是什么，大家做的时候可能也会遇到，对此如何解决呢~~？我们想到的是在学习的过程中加入限制条件~~，这样便可以解决学习过程中的一些问题，下面贴代码：

import numpy as np
import pandas as pd
import math  
from numba import jit
from datetime import datetime 
import mpmath as mp
  
train = pd.read_csv('f:/train.csv')
train = train.loc[:,['uid','iid','score']]
u_max = train['uid'].max()+1
i_max = train['iid'].max()+1
u_ms = train.groupby('uid')['score'].mean()
i_ms = train.groupby('iid')['score'].mean()
@jit
def learning_lfm(n,alpha,lambd):
    p = np.random.rand(u_max,5)*3
    q = np.random.rand(i_max,5)
    for step in range(n):
        for i in range(len(train)):
            x = train.values[i]
            uid = x[0]
            iid = x[1]
            rui = x[2]
            pui = sum(p[uid]*q[iid])
            eui = round(rui-pui,4)
            for k in range(5):
                p[uid][k] += alpha*(round(q[iid][k],4)*eui-lambd*round(p[uid][k],4))
                q[iid][k] += alpha*(round(p[uid][k],4)*eui-lambd*round(q[iid][k],4))
                if p[uid][k]> 5:
                    p[uid][k] = 5
                if p[uid][k]<-5:
                    p[uid][k] = -5
                if q[iid][k]< 0:
                    q[iid][k]=0
                if q[iid][k]>1:
                    q[iid][k]=1
        alpha = round((alpha * 0.9),4)   
    return p,q
           
start = datetime.now()
p,q = learning_lfm(50,0.9,0.001)
stop = datetime.now()
print(stop-start)

这是LFM的代码，可以看出我的参数设置的都不多，但还是跑了16个小时~~，后来我想用biasLFM，并且把参数改改，可是想了想时间问题，放弃了~~，毕竟还得做些其他事情，不能总是让电脑跑着一个程序~~

再后来我们用DL（深度学习）也得到了不错的结果~~，不过这个还有待进一步的研究，就不在这儿写了。

最后我们进行了多模型融合。

总结一下：DeepLearning真的不错~~，LFM也不错，但有些问题需要解决，比如多人对同一物品评分对的p和q矩阵的影响问题，这都是要进一步解决的。