京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
一、推荐系统的概念
推荐系统(Recommendation System, RS),简单来说就是根据用户的日常行为,自动预测用户的喜好,为用户提供更多完善的服务。举个简单的例子,在京东商城,我们浏览一本书之后,系统会为我们推荐购买了这本书的其他用户购买的其他的书:

推荐系统在很多方面都有很好的应用,尤其在现在的个性化方面发挥着重要的作用。
二、推荐系统的分类
推荐系统使用了一系列不同的技术,主要可以分为以下两类:
基于内容(content-based)的推荐。主要依据的是推荐项的性质。
基于协同过滤(collaborative filtering)的推荐。主要依据的是用户或者项之间的相似性。
在协同过滤方法中,我们很显然的会发现,基于协同过滤的推荐系统用可以分为两类:
基于项(item-based)的推荐系统。主要依据的是项与项之间的相似性。
基于用户(user-based)的推荐系统。主要依据的是用户与用户之间的相似性。
三、相似度的度量方法
相似性的度量的方法有很多种,不同的度量方法的应用范围也不一样。相似性度量方法的设计也是机器学习算法设计中很重要的一部分,尤其是对于聚类算法,推荐系统这类算法。
相似性的度量方法必须满足拓扑学中的度量空间的基本条件:
假设d是度量空间上M的度量
,其中度量d满足:
非负性:
,当且
仅当时取等号;
对称性:
;
三角不等性:
。
这里主要介绍三种相似性的度量方法:欧式距离、皮尔逊相关系数和余弦相似度。
1、欧式距离
欧式距离是使用较多的相似性的度量方法,在kMeans中就使用到欧式距离作为相似项的发现。
2、皮尔逊相关系数(Pearson Correlation)
在欧氏距离的计算中,不同特征之间的量级对欧氏距离的影响比较大,例如,
和
我们就不能很好的利用欧式距离判断和,和之间的相似性的大小。而皮尔逊相似性的度量对量级不敏感:

其中
表示向量x和向量y内积,
表示向量x的二范数。
3、余弦相似度(Cosine Similarity)
余弦相似度有着与皮尔逊相似度同样的性质,对量级不敏感,是计算两个向量的夹角。在吴军老师的《数学之美》上,在计算文本相似性的过程中,大量使用了余弦相似性的度量方法。

四、基于相似度的推荐系统
协同过滤是通过将用户和其他用户的数据进行对比来实现推荐的。我们通过一个评分系统对基于协同过滤的推荐系统作阐述。

(不同用户对不同商品的评分)
如图,横轴为每个用户对不同商品的评分,评分的范围为1~5,0表示该用户未对该商品评分。我们以用户Tracy为例,Tracy未对日式炸鸡排和寿司饭评分,我们利用协同过滤推荐系统预测Tracy对该两个商品评分,并依据分数的高低向Tracy推荐商品。
1、计算相似度
在本例中,我们是依据物品的相似度,即计算日式炸鸡排与鳗鱼饭、烤牛肉和手撕猪肉的相似度实现对日式炸鸡排的评分,用同样的方法对寿司饭评分。数据分析师培训
2、排序
排序的目的是实现在日式炸鸡排与寿司饭这两个商品中推荐给用户Tracy。
3、实验结果

(相似度的计算——基于余弦相似度)

(推荐结果)
从推荐结果,我们发现寿司饭的评分更高,首推寿司饭,日式炸鸡排排在寿司饭后面。
4、MATLAB代码
主程序
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
%% 主函数
% 导入数据
data = [4,4,0,2,2;4,0,0,3,3;4,0,0,1,1;1,1,1,2,0;2,2,2,0,0;1,1,1,0,0;5,5,5,0,0];
% reccomendation
[sortScore, sortIndex] = recommend(data, 3, 'cosSim');
len = size(sortScore);
finalRec = [sortIndex, sortScore];
disp(finalRec);
计算相似度的函数
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ score ] = evaluate( data, user, simMeas, item )
[m,n] = size(data);
simTotal = 0;
ratSimTotal = 0;
% 寻找用户都评价的商品
% data(user, item)为未评价的商品
for j = 1:n
userRating = data(user, j);%此用户评价的商品
ratedItem = zeros(m,1);
numOfNon = 0;%统计已评价商品的数目
if userRating == 0%只是找到已评分的商品
continue;
end
for i = 1:m
if data(i,item) ~= 0 && data(i,j) ~= 0
ratedItem(i,1) = 1;
numOfNon = numOfNon + 1;
end
end
% 判断有没有都评分的项
if numOfNon == 0
similarity = 0;
else
% 构造向量,便于计算相似性
vectorA = zeros(1,numOfNon);
vectorB = zeros(1,numOfNon);
r = 0;
for i = 1:m
if ratedItem(i,1) == 1
r = r+1;
vectorA(1,r) = data(i, j);
vectorB(1,r) = data(i, item);
end
end
switch simMeas
case {'cosSim'}
similarity = cosSim(vectorA,vectorB);
case {'ecludSim'}
similarity = ecludSim(vectorA,vectorB);
case {'pearsSim'}
similarity = pearsSim(vectorA,vectorB);
end
end
disp(['the ', num2str(item), ' and ', num2str(j), ' similarity is ', num2str(similarity)]);
simTotal = simTotal + similarity;
ratSimTotal = ratSimTotal + similarity * userRating;
end
if simTotal == 0
score = 0;
else
score = ratSimTotal./simTotal;
end
end
推荐函数
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ sortScore, sortIndex ] = recommend( data, user, simMeas )
% 获取data的大小
[m, n] = size(data);%m为用户,n为商品
if user > m
disp('The user is not in the dataBase');
end
% 寻找用户user未评分的商品
unratedItem = zeros(1,n);
numOfUnrated = 0;
for j = 1:n
if data(user, j) == 0
unratedItem(1,j) = 1;%0表示已经评分,1表示未评分
numOfUnrated = numOfUnrated + 1;
end
end
if numOfUnrated == 0
disp('the user has rated all items');
end
% 对未评分项打分,已达到推荐的作用
itemScore = zeros(numOfUnrated,2);
r = 0;
for j = 1:n
if unratedItem(1,j) == 1%找到未评分项
r = r + 1;
score = evaluate(data, user, simMeas, j);
itemScore(r,1) = j;
itemScore(r,2) = score;
end
end
%排序,按照分数的高低进行推荐
[sortScore, sortIndex_1] = sort(itemScore(:,2),'descend');
[numOfIndex,x] = size(sortIndex_1(:,1));
sortIndex = zeros(numOfIndex,1);
for m = 1:numOfIndex
sortIndex(m,:) = itemScore(sortIndex_1(m,:),1);
end
end
相似度的函数:
欧式距离函数
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ ecludSimilarity ] = ecludSim( vectorA, vectorB )
ecludSimilarity = 1./(1 + norm(vectorA - vectorB));
end
皮尔逊相关系数函数
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ pearsSimilarity ] = pearsSim( vectorA, vectorB )
pearsSimilarityMatrix = 0.5 + 0.5 * corrcoef(vectorA, vectorB);
pearsSimilarity = pearsSimilarityMatrix(1,2);
end
余弦相似度函数
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ cosSimilarity ] = cosSim( vectorA, vectorB )
%注意vectorA和vectorB都是行向量
num = vectorA * vectorB';
denom = norm(vectorA) * norm(vectorB);
cosSimilarity = 0.5 + 0.5 * (num./denom);
end
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
数据分析师认证考试全面升级后,除了考试场次和报名时间,小伙伴们最关心的就是报名费了,报 ...
2025-12-23CDA中国官网是全国统一的数据分析师认证报名网站,由认证考试委员会与持证人会员、企业会员以及行业知名第三方机构共同合作,致 ...
2025-12-23在Power BI数据可视化分析中,矩阵是多维度数据汇总的核心工具,而“动态计算平均值”则是矩阵分析的高频需求——无论是按类别计 ...
2025-12-23在SQL数据分析场景中,“日期转期间”是高频核心需求——无论是按日、周、月、季度还是年度统计数据,都需要将原始的日期/时间字 ...
2025-12-23在数据驱动决策的浪潮中,CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心价值,早已超越“整理数据、输出报表”的基础层面,转 ...
2025-12-23在使用Excel数据透视表进行数据分析时,我们常需要在透视表旁添加备注列,用于标注数据背景、异常说明、业务解读等关键信息。但 ...
2025-12-22在MySQL数据库的性能优化体系中,索引是提升查询效率的“核心武器”——一个合理的索引能将百万级数据的查询耗时从秒级压缩至毫 ...
2025-12-22在数据量爆炸式增长的数字化时代,企业数据呈现“来源杂、格式多、价值不均”的特点,不少CDA(Certified Data Analyst)数据分 ...
2025-12-22在企业数据化运营体系中,同比、环比分析是洞察业务趋势、评估运营效果的核心手段。同比(与上年同期对比)可消除季节性波动影响 ...
2025-12-19在数字化时代,用户已成为企业竞争的核心资产,而“理解用户”则是激活这一资产的关键。用户行为分析系统(User Behavior Analys ...
2025-12-19在数字化转型的深水区,企业对数据价值的挖掘不再局限于零散的分析项目,而是转向“体系化运营”——数据治理体系作为保障数据全 ...
2025-12-19在数据科学的工具箱中,析因分析(Factor Analysis, FA)、聚类分析(Clustering Analysis)与主成分分析(Principal Component ...
2025-12-18自2017年《Attention Is All You Need》一文问世以来,Transformer模型凭借自注意力机制的强大建模能力,在NLP、CV、语音等领域 ...
2025-12-18在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的时间序列分析工作中,常面临这样的困惑:某电商平台月度销售额增长20%,但增长是来 ...
2025-12-18在机器学习实践中,“超小数据集”(通常指样本量从几十到几百,远小于模型参数规模)是绕不开的场景——医疗领域的罕见病数据、 ...
2025-12-17数据仓库作为企业决策分析的“数据中枢”,其价值完全依赖于数据质量——若输入的是缺失、重复、不一致的“脏数据”,后续的建模 ...
2025-12-17在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“随时间变化的数据”无处不在——零售企业的每日销售额、互联网平台 ...
2025-12-17在休闲游戏的运营体系中,次日留存率是当之无愧的“生死线”——它不仅是衡量产品核心吸引力的首个关键指标,更直接决定了后续LT ...
2025-12-16在数字化转型浪潮中,“以用户为中心”已成为企业的核心经营理念,而用户画像则是企业洞察用户、精准决策的“核心工具”。然而, ...
2025-12-16在零售行业从“流量争夺”转向“价值深耕”的演进中,塔吉特百货(Target)以两场标志性实践树立了行业标杆——2000年后的孕妇精 ...
2025-12-15