用户电影评分数据集下载
http://grouplens.org/datasets/movielens/
1) Item-Based,非个性化的，每个人看到的都一样
2) User-Based，个性化的，每个人看到的不一样
对用户的行为分析得到用户的喜好后，可以根据用户的喜好计算相似用户和物品，然后可以基于相似用户或物品进行推荐。这就是协同过滤中的两个分支了，基于用户的和基于物品的协同过滤。
在计算用户之间的相似度时，是将一个用户对所有物品的偏好作为一个向量，而在计算物品之间的相似度时，是将所有用户对某个物品的偏好作为一个向量。求出相似度后，接下来可以求相似邻居了。
3）基于模型（ModelCF）
按照模型，可以分为：
1）最近邻模型：基于距离的协同过滤算法
2）Latent Factor Mode（SVD）：基于矩阵分解的模型
3）Graph：图模型，社会网络图模型
适用场景
对于一个在线网站，用户的数量往往超过物品的数量，同时物品数据相对稳定，因此计算物品的相似度不但
计算量小，同时不必频繁更新。但是这种情况只适用于电子商务类型的网站，像新闻类，博客等这类网站的
系统推荐，情况往往是相反的，物品数量是海量的，而且频繁更新。
r语言实现基于物品的协同过滤算法
#引用plyr包
library(plyr)
#读取数据集
train<-read.table(file="C:/users/Administrator/Desktop/u.data",sep=" ")
train<-train[1:3]
names(train)<-c("user","item","pref")
#计算用户列表方法
usersUnique<-function(){
users<-unique(train$user)
users[order(users)]
}
#计算商品列表方法
itemsUnique<-function(){
items<-unique(train$item)
items[order(items)]
}
# 用户列表
users<-usersUnique()
# 商品列表
items<-itemsUnique()
#建立商品列表索引
index<-function(x) which(items %in% x)
data<-ddply(train,.(user,item,pref),summarize,idx=index(item))
#同现矩阵
cooccurrence<-function(data){
n<-length(items)
co<-matrix(rep(0,n*n),nrow=n)
for(u in users){
idx<-index(data$item[which(data$user==u)])
m<-merge(idx,idx)
for(i in 1:nrow(m)){
co[m$x[i],m$y[i]]=co[m$x[i],m$y[i]]+1
}
}
return(co)
}
#推荐算法
recommend<-function(udata=udata,co=coMatrix,num=0){
n<-length(items)
# all of pref
pref<-rep(0,n)
pref[udata$idx]<-udata$pref
# 用户评分矩阵
userx<-matrix(pref,nrow=n)
# 同现矩阵*评分矩阵
r<-co %*% userx
# 推荐结果排序
# 把该用户评分过的商品的推荐值设为0
r[udata$idx]<-0
idx<-order(r,decreasing=TRUE)
topn<-data.frame(user=rep(udata$user[1],length(idx)),item=items[idx],val=r[idx])
topn<-topn[which(topn$val>0),]
# 推荐结果取前num个
if(num>0){
topn<-head(topn,num)
}
#返回结果
return(topn)
}
#生成同现矩阵
co<-cooccurrence(data)
#计算推荐结果
recommendation<-data.frame()
for(i in 1:length(users)){
udata<-data[which(data$user==users[i]),]
recommendation<-rbind(recommendation,recommend(udata,co,0))
}
mareduce 实现
参考文章：
http://www.cnblogs.com/anny-1980/articles/3519555.html
代码下载
https://github.com/bsspirit/maven_hadoop_template/releases/tag/recommend
spark ALS实现
Spark mllib里用的是矩阵分解的协同过滤，不是UserBase也不是ItemBase。
参考文章：
http://www.mamicode.com/info-detail-865258.html
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.mllib.recommendation.{ALS, MatrixFactorizationModel, Rating}
import org.apache.spark.rdd._
import org.apache.spark.SparkContext
import scala.io.Source
object MovieLensALS {
def main(args:Array[String]) {
//设置运行环境
val sparkConf = new SparkConf().setAppName("MovieLensALS").setMaster("local[5]")
val sc = new SparkContext(sparkConf)
//装载用户评分，该评分由评分器生成(即生成文件personalRatings.txt)
val myRatings = loadRatings(args(1))
val myRatingsRDD = sc.parallelize(myRatings, 1)
//样本数据目录
val movielensHomeDir = args(0)
//装载样本评分数据，其中最后一列Timestamp取除10的余数作为key，Rating为值，即(Int，Rating)
val ratings = sc.textFile(movielensHomeDir + "/ratings.dat").map {
line =>
val fields = line.split("::")
// format: (timestamp % 10, Rating(userId, movieId, rating))
(fields(3).toLong % 10, Rating(fields(0).toInt, fields(1).toInt, fields(2).toDouble))
}
//装载电影目录对照表(电影ID->电影标题)
val movies = sc.textFile(movielensHomeDir + "/movies.dat").map {
line =>
val fields = line.split("::")
// format: (movieId, movieName)
(fields(0).toInt, fields(1))
}.collect().toMap
//统计有用户数量和电影数量以及用户对电影的评分数目
val numRatings = ratings.count()
val numUsers = ratings.map(_._2.user).distinct().count()
val numMovies = ratings.map(_._2.product).distinct().count()
println("Got " + numRatings + " ratings from " + numUsers + " users " + numMovies + " movies")
//将样本评分表以key值切分成3个部分，分别用于训练 (60%，并加入用户评分), 校验 (20%), and 测试 (20%)
//该数据在计算过程中要多次应用到，所以cache到内存
val numPartitions = 4
val training = ratings.filter(x => x._1 < 6).values.union(myRatingsRDD).repartition(numPartitions).persist()
val validation = ratings.filter(x => x._1 >= 6 && x._1 < 8).values.repartition(numPartitions).persist()
val test = ratings.filter(x => x._1 >= 8).values.persist()
val numTraining = training.count()
val numValidation = validation.count()
val numTest = test.count()
println("Training: " + numTraining + " validation: " + numValidation + " test: " + numTest)
//训练不同参数下的模型，并在校验集中验证，获取最佳参数下的模型
val ranks = List(8, 12)
val lambdas = List(0.1, 10.0)
val numIters = List(10, 20)
var bestModel: Option[MatrixFactorizationModel] = None
var bestValidationRmse = Double.MaxValue
var bestRank = 0
var bestLambda = -1.0
var bestNumIter = -1
for (rank <- ranks; lambda <- lambdas; numIter <- numIters) {
val model = ALS.train(training, rank, numIter, lambda)
val validationRmse = computeRmse(model, validation, numValidation)
println("RMSE(validation) = " + validationRmse + " for the model trained with rank = "
+ rank + ",lambda = " + lambda + ",and numIter = " + numIter + ".")
if (validationRmse < bestValidationRmse) {
bestModel = Some(model)
bestValidationRmse = validationRmse
bestRank = rank
bestLambda = lambda
bestNumIter = numIter
}
}
//用最佳模型预测测试集的评分，并计算和实际评分之间的均方根误差（RMSE）
val testRmse = computeRmse(bestModel.get, test, numTest)
println("The best model was trained with rank = " + bestRank + " and lambda = " + bestLambda
+ ", and numIter = " + bestNumIter + ", and its RMSE on the test set is " + testRmse + ".")
//create a naive baseline and compare it with the best model
val meanRating = training.union(validation).map(_.rating).mean()
val baselineRmse = math.sqrt(test.map(x => (meanRating - x.rating) * (meanRating - x.rating)).reduce(_ + _) / numTest)
val improvement = (baselineRmse - testRmse) / baselineRmse * 100
println("The best model improves the baseline by " + "%1.2f".format(improvement) + "%.")
//推荐前十部最感兴趣的电影，注意要剔除用户已经评分的电影
val myRatedMovieIds = myRatings.map(_.product).toSet
val candidates = sc.parallelize(movies.keys.filter(!myRatedMovieIds.contains(_)).toSeq)
val recommendations = bestModel.get
.predict(candidates.map((0, _)))
.collect()
.sortBy(-_.rating)
.take(10)
var i = 1
println("Movies recommended for you:")
recommendations.foreach { r =>
println("%2d".format(i) + ": " + movies(r.product))
i += 1
}
sc.stop()
}
/** 校验集预测数据和实际数据之间的均方根误差 **/
def computeRmse(model:MatrixFactorizationModel,data:RDD[Rating],n:Long):Double = {
val predictions:RDD[Rating] = model.predict(data.map(x => (x.user,x.product)))
val predictionsAndRatings = predictions.map{ x =>((x.user,x.product),x.rating)}
.join(data.map(x => ((x.user,x.product),x.rating))).values
math.sqrt(predictionsAndRatings.map( x => (x._1 - x._2) * (x._1 - x._2)).reduce(_+_)/n)
}
/** 装载用户评分文件 personalRatings.txt **/
def loadRatings(path:String):Seq[Rating] = {
val lines = Source.fromFile(path).getLines()
val ratings = lines.map{
line =>
val fields = line.split("::")
Rating(fields(0).toInt,fields(1).toInt,fields(2).toDouble)
}.filter(_.rating > 0.0)
if(ratings.isEmpty){
sys.error("No ratings provided.")
}else{
ratings.toSeq
}
}
}
参考文章：
http://blog.csdn.net/acdreamers/article/details/44672305
http://www.cnblogs.com/technology/p/4467895.html
http://blog.fens.me/rhadoop-mapreduce-rmr/