基于TensorFlow+CNN+协同过滤算法的智能电影推荐系统——深度学习算法应用(含微信小程序、ipynb工程源码)+MovieLens数据集（六）
目录
- 前言
- 总体设计
-
- 系统整体结构图
- 系统流程图
- 运行环境
- 模块实现
-
- 1. 模型训练
-
- 1）数据集分析
- 2）数据预处理
- 3）模型创建
- 4）模型训练
- 5）获取特征矩阵
- 2. 后端Django
- 3. 前端微信小程序
-
- 1）小程序全局配置文件
- 2）推荐电影页面
- 3）个人信息界面以及用户登录记录页面
- 相关其它博客
- 工程源代码下载
- 其它资料下载
前言
本项目专注于MovieLens数据集，并采用TensorFlow中的2D文本卷积网络模型。它结合了协同过滤算法来计算电影之间的余弦相似度，并通过用户的交互方式，以单击电影的方式，提供两种不同的电影推荐方式。
首先，项目使用MovieLens数据集，这个数据集包含了大量用户对电影的评分和评论。这些数据用于训练协同过滤算法，以便推荐与用户喜好相似的电影。
其次，项目使用TensorFlow中的2D文本卷积网络模型，这个模型可以处理电影的文本描述信息。模型通过学习电影的文本特征，能够更好地理解电影的内容和风格。
当用户与小程序进行交互时，有两种不同的电影推荐方式：
-
协同过滤推荐：基于用户的历史评分和协同过滤算法，系统会推荐与用户喜好相似的电影。这是一种传统的推荐方式，通过分析用户和其他用户的行为来推荐电影。
-
文本卷积网络推荐：用户可以通过点击电影或输入文本描述，以启动文本卷积网络模型。模型会分析电影的文本信息，并推荐与输入的电影或描述相匹配的其他电影。这种方式更注重电影的内容和情节相似性。
综合来看，本项目融合了协同过滤和深度学习技术，为用户提供了两种不同但有效的电影推荐方式。这可以提高用户体验，使他们更容易找到符合他们口味的电影。
总体设计
本部分包括系统整体结构图和系统流程图。
系统整体结构图
系统整体结构如图所示。
系统流程图
系统流程如图所示。
模型训练流程如图所示。
服务器运行流程如图所示。
运行环境
本部分包括Python环境、TensorFlow环境、 后端服务器、Django和微信小程序环境。
模块实现
本项目包括3个模块：模型训练、后端Django、 前端微信小程序模块，下面分别给出各模块的功能介绍及相关代码。
1. 模型训练
下载数据集，解压到项目目录下的./ml-1m文件夹下。数据集分用户数据users.dat、电影数据movies.dat和评分数据ratings.dat。
1）数据集分析
数据集网站地址为http://files.grouplens.org/datasets/movielens/ml-1m-README.txt对数据的描述。
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133124641#1_44
2）数据预处理
通过研究数据集中的字段类型，发现有一些是类别字段，将其转成独热编码，但是UserID、MovieID的字段会变稀疏，输入数据的维度急剧膨胀，所以在预处理数据时将这些字段转成数字。
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133124641#2_123
3）模型创建
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133125845#3_50
4）模型训练
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133130704#4_57
5）获取特征矩阵
本部分包括定义函数张量、生成电影特征矩阵、生成用户特征矩阵。
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133130704#5_240
2. 后端Django
该模块实现了推荐算法的封装与前端数据交互功能。
相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133131103#2_Django_67
3. 前端微信小程序
该模块实现用户交互以及与后端数据的传输功能，通过微信开发者平台进行前端开发。
1）小程序全局配置文件
全局配置文件通常以APP开头，包括app.js、app.json、app.wxss等， 这些文件在新建小程序时，由微信开发者平台自动生成。
app.js相关代码如下：
//app.js
App({
onLaunch: function () {
console.log("app launch")
//展示本地存储能力
var logs = wx.getStorageSync('logs') || []
logs.unshift(Date.now())
wx.setStorageSync('logs', logs)
//登录
wx.login({
success: res => {
}
});
//获取用户信息
wx.getSetting({
success: res => {
if (res.authSetting['scope.userInfo']) {
//已经授权，可以直接调用 getUserInfo 获取头像昵称，不会弹框
wx.getUserInfo({
success: res => {
//可以将res发送给后台解码出unionId
this.globalData.userInfo = res.userInfo
//由于 getUserInfo 是网络请求，可能会在 Page.onLoad 之后才返回
//此处加入callback 以防止类似情况
if (this.userInfoReadyCallback) {
this.userInfoReadyCallback(res)
}
}
})
}
}
})
},
globalData: {
userInfo: null,
}
})
文件app.json为json格式，不能添加注释。pages表示小程序包含的页面，共有三个，一是电影推荐页面movies;二是个人信息页面index;三是用户登录记录logs; window是标题栏设置，可以更改文字类型、背景颜色、标题文字; tabBar是 底部导航栏，可以选择当前页面，包含各页面的路径以及图标，图标可以在阿里巴巴矢量图标库https://www.iconfont.cn/中找到，其他为默认配置。
相关代码如下：
{
"pages": [
"pages/movies/movies",
"pages/index/index",
"pages/logs/logs"
],
"window": {
"backgroundTextStyle": "light",
"navigationBarBackgroundColor": "#fff",
"navigationBarTitleText": "Movies",
"navigationBarTextStyle": "black"
},
"tabBar": {
"list": [
{
"pagePath": "pages/movies/movies",
"text": "Movies",
"iconPath": "/icon/movie.png",
"selectedIconPath": "/icon/movie_selected.png"
},
{
"pagePath": "pages/index/index",
"text": "Mine",
"iconPath": "/icon/user.png",
"selectedIconPath": "/icon/user_selected.png"
}
]
},
"style": "v2",
"sitemapLocation": "sitemap.json"
}
文件app.wxss中描述了小程序的样式表，用于配置全局页面元素样式，app.wxss相关代码如下：
/**app.wxss**/
@import './weui-miniprogram/weui-wxss/dist/style/weui.wxss';
/*定义了container的样式*/
.container {
height: 100%;
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
justify-content: space-between;
padding: 200rpx 0;
box-sizing: border-box;
}
2）推荐电影页面
推荐电影页面movies,包含movies.js、movies.json、movies.wxml、movies.wxss。其中movies.js记录的是逻辑层; movies.wxml记录的是视图层; movies.wxss记录页面元素的样式表；movies.json 类似于app.json,记录这个页面的相关配置信息。
相关代码如下：
//pages/movies/movies.js
Page({
/*页面的初始数据*/
data: {
//电影相关信息
movies: null,
//推荐方式
recommend_mode: null,
//推荐方式选择信息
recommend_mode_list: [{
name: "同类型电影", value: 0, checked: "false"
},
{
name: "看过这个的还喜欢看", value: 1, checked: "true"
}]
},
//页面单选按钮逻辑功能函数，选择推荐方式时触发
radioChange: function (e) {
//用单选按钮的值给推荐方式变量赋值
this.setData({ recommend_mode: e.detail.value })
console.log(this.data.recommend_mode)
},
//推荐同类型电影
post_st_movies: function (event) {
var that = this;
//向后端服务器发出请求
wx.request({
//这里url填写用户服务器的域名，不显示
url: '',
//发送数据为电影的ID
data: {
movie_id: event.currentTarget.dataset.movie_id,
},
//POST方法
method: 'post',
header: {
'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值
},
//成功后执行
success(res) {
//更新电影信息
that.setData({ movies: res.data })
console.log(that.data.movies[0].movie_id);
}
})
},
//推荐看过这个电影的人喜欢的电影
post_of_movies: function (event) {
var that = this;
//向后端服务器发出请求
wx.request({
//这里url填写用户服务器的域名，不显示
url: '',
//发送数据为电影的ID
data: {
movie_id: event.currentTarget.dataset.movie_id,
},
//POST方法
method: 'post',
header: {
'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值
},
//成功后执行
success(res) {
//更新电影信息
that.setData({ movies: res.data })
console.log(that.data.movies[0].movie_id);
}
})
},
//电影推荐按钮的逻辑功能
recommend_movies: function (event) {
//如果是0模式
if (this.data.recommend_mode == 0) {
this.post_st_movies(event);
}
//如果是1模式
else if (this.data.recommend_mode == 1) {
this.post_of_movies(event);
}
},
//随机获取电影函数逻辑功能
get_rand_movies: function () {
var that = this;
//向后端服务器发出请求
wx.request({
//url填写用户服务器的域名，不显示
url: '',
data: {
},
//GET方法
method: 'get',
header: {
'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值
},
//成功后执行
success(res) {
//更新电影信息
that.setData({ movies: res.data })
console.log(that.data.movies[0].movie_id);
}
})
},
/*生命周期函数--监听页面加载*/
onLoad: function (options) {
this.get_rand_movies();
},
/*生命周期函数--监听页面初次渲染完成*/
onReady: function () {
},
/* 生命周期函数--监听页面显示*/
onShow: function () {
},
/*生命周期函数--监听页面隐藏*/
onHide: function () {
},
/*生命周期函数--监听页面卸载*/
onUnload: function () {
},
/*页面相关事件处理函数--监听用户下拉动作*/
onPullDownRefresh: function () {
},
/*页面上拉触底事件的处理函数*/
onReachBottom: function () {
},
/*用户单击右上角分享*/
onShareAppMessage: function () {
}
})
//文件movies.json代码为空，movies.wxml相关代码如下：
<!--pages/movies/movies.wxml-->
<!--页面容器-->
<view class="container">
<!--页面-->
<view class="page-body">
<!--推荐方式选择容器-->
<view class="mode-choose-container">
<text>请选择推荐方式：</text>
<radio-group class="mode-choose" bindchange="radioChange">
<radio class="radio" wx:for-items="{{recommend_mode_list}}" value="{{item.value}}" >
<text>{{item.name}}</text>
</radio>
</radio-group>
</view>
<!--电影信息容器-->
<view class="movie-container" wx:for="{{[0,1,2,3,4]}}" hover-class='hover_list' data-movie_id="{{movies[index].movie_id}}" bindtap="recommend_movies">
<text>Top {{index+1}}</text>
<!--电影名称-->
<view class="movie-name-container">
<text class="movie-name">
{{movies[index].movie_name}}
</text>
</view>
<!--电影流派-->
<view class="movie-genres-container">
<text class="movie-genres">
{{movies[index].movie_genres}}
</text>
</view>
</view>
</view>
</view>
//movies.wxss相关代码
/* pages/movies/movies.wxss */
.container {
/*透明度: 0.1*/
align-items: center;
background: #f5f5f5;
}
.page-body {
/*透明度:0.2*/
align-items: center;
background: #fefefe;
border-style: solid;
border-color: #b2b2b2;
border-width: thin medium medium thin;
border-radius: 50rpx;
width: 660rpx;
}
.mode-choose-container {
align-items: center;
padding:20rpx;
}
.movie-container {
align-items: center;
border-style: solid;
border-color: #b2b2b2;
border-width: thin medium medium thin;
border-radius: 50rpx;
margin: 20rpx 15rpx 20rpx 15rpx;
padding:20rpx;
text-align: center;
}
.hover_list {
opacity: 0.9;
background: #f7f7f7;
}
3）个人信息界面以及用户登录记录页面
这两个页面是新建小程序时系统自动生成的，不做改动。以下个人信息页面由index.js、index.html、 index.json、index.wxss等文件构成。
index.js相关代码如下：
//获取应用实例
const app = getApp()
Page({
data: {
motto: 'Hope you find your peace.',
userInfo: {},
hasUserInfo: false,
canIUse: wx.canIUse('button.open-type.getUserInfo')
},
//事件处理函数
bindViewTap: function() {
wx.navigateTo({
url: '../logs/logs'
})
},
onLoad: function () {
if (app.globalData.userInfo) {
this.setData({
userInfo: app.globalData.userInfo,
hasUserInfo: true
})
} else if (this.data.canIUse){
//由于getUserInfo是网络请求，可能会在Page.onLoad后才返回
//此处加入callback 防止这种情况发生
app.userInfoReadyCallback = res => {
this.setData({
userInfo: res.userInfo,
hasUserInfo: true
})
}
} else {
//在没有 open-type=getUserInfo版本的兼容处理
wx.getUserInfo({
success: res => {
app.globalData.userInfo = res.userInfo
this.setData({
userInfo: res.userInfo,
hasUserInfo: true
})
}
})
}
},
getUserInfo: function(e) {
console.log(e)
app.globalData.userInfo = e.detail.userInfo
this.setData({
userInfo: e.detail.userInfo,
hasUserInfo: true
})
}
})
//index.html相关代码
<!--index.wxml-->
<view class="container">
<view class="userinfo">
<button wx:if="{{!hasUserInfo && canIUse}}" open-type="getUserInfo" bindgetuserinfo="getUserInfo"> 获取头像昵称 </button>
<block wx:else>
<image bindtap="bindViewTap" class="userinfo-avatar" src="{{userInfo.avatarUrl}}" mode="cover"></image>
<text class="userinfo-nickname">{{userInfo.nickName}}</text>
</block>
</view>
<view class="usermotto">
<text class="user-motto">{{motto}}</text>
</view>
</view>
//文件index.json为空，index.wxss相关代码
/**index.wxss**/
.userinfo {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
}
.userinfo-avatar {
width: 128rpx;
height: 128rpx;
margin: 20rpx;
border-radius: 50%;
}
.userinfo-nickname {
color: #aaa;
}
.usermotto {
margin-top: 200px;
}
以下是用户登录记录页面，由logs.js、 logs.html、 logs.json、logs.wxss等文件构成。
logs.js相关代码如下：
//logs.js
const util = require('../../utils/util.js')
Page({
data: {
logs: []
},
onLoad: function () {
this.setData({
logs: (wx.getStorageSync('logs') || []).map(log => {
return util.formatTime(new Date(log))
})
})
}
})
//logs.html相关代码
<!--logs.wxml-->
<view class="container log-list">
<block wx:for="{{logs}}" wx:for-item="log">
<text class="log-item">{{index + 1}}. {{log}}</text>
</block>
</view>
//logs.wxss代码如下：
.log-list {
display: flex;
flex-direction: column;
padding: 40rpx;
}
.log-item {
margin: 10rpx;
}
//文件logs.json代码
{
"navigationBarTitleText": "查看启动日志",
"usingComponents": {}
}
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