使用Pandas构建推荐引擎

2023年3月27日下午2:11 • python-answer

Pandas是一个Python数据分析库，基于NumPy构建，主要用于数据处理、数据清洗、数据分析等领域。Pandas提供了众多的API和函数，使得数据分析和处理变得更加的高效方便。在这里，我们将介绍使用Pandas构建推荐引擎的步骤。

步骤1：数据收集

构建推荐引擎首先需要数据，因此我们需要从合适的渠道收集数据。数据的来源可以是网络上的资源、用户所产生的数据、数据中心等等。在获取到数据后，需要用Pandas库读取数据。常见的数据格式有CSV、JSON、Excel等，这里以CSV文件为例。

import pandas as pd
path = "data.csv" # 数据文件路径
data = pd.read_csv(path)

步骤2：数据预处理

得到数据后，需要对数据进行预处理，以便于后续分析和处理。在数据预处理中，一般包括以下几个方面：

数据清洗：数据清洗是指对数据进行去重、空值填充、异常值处理等，以使数据更加干净、统一、完整。
特征工程：特征工程是指对数据进行特征提取、变换、降维等，以便于后续的数据建模和分析。
数据标准化：数据标准化是指对数据进行标准化处理，以使得数据的尺度一致，方便后续的数据分析和建模。

# 数据清洗
data.drop_duplicates(inplace=True) # 去掉重复数据
data.fillna(0, inplace=True) # 填充空值

# 特征工程
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
tfidf = TfidfVectorizer(analyzer='word', ngram_range=(1,3), min_df=0, stop_words='english')
tfidf_matrix = tfidf.fit_transform(data['content'])

# 数据标准化
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler = StandardScaler()
tfidf_matrix = scaler.fit_transform(tfidf_matrix)

步骤3：数据建模

预处理完数据后，就可以开始建立推荐引擎的模型了。推荐引擎的模型有很多种，这里以基于协同过滤的推荐引擎为例。协同过滤是一种基于物品或用户的推荐算法，通过分析用户行为或物品的共现关系，来推荐相似的物品或用户。

from sklearn.neighbors import NearestNeighbors
model = NearestNeighbors(metric='cosine', algorithm='brute')
model.fit(tfidf_matrix)

步骤4：推荐生成

模型建立好后，就可以开始对用户进行推荐了。推荐的方法一般有基于物品的推荐和基于用户的推荐两种。基于物品的推荐是指根据用户历史的喜好，推荐与用户喜欢的物品相似的其他物品；基于用户的推荐是指根据用户的相似性，向用户推荐其他具有相似喜好的用户所喜欢的物品。

def recommend(model, data, index):
    distances, indices = model.kneighbors(data[index], n_neighbors=5)
    for i in range(0, len(distances.flatten())):
        if i == 0:
            print('Recommendations for {0}:'.format(data.index[index]))
        else:
            print('{0}: {1}, with distance of {2}'.format(i, data.index[indices.flatten()[i]], distances.flatten()[i]))
    print('\n')

# 基于物品的推荐
recommend(model, tfidf_matrix, 0)

# 基于用户的推荐
user_indices = data.index.get_loc('user1')
user_distances, user_indices = model.kneighbors(tfidf_matrix[user_indices], n_neighbors=5)
for i in range(0, len(user_distances.flatten())):
    if i == 0:
        print('Recommendations for {0}:'.format(data.index[user_indices.flatten()[i]]))
    else:
        print('{0}: {1}, with distance of {2}'.format(i, data.index[user_indices.flatten()[i]], user_distances.flatten()[i]))
    print('\n')