推荐系统之最小二乘法ALS的Spark实现
1.ALS算法流程:
初始化数据集和Spark环境---->
切分测试机和检验集------>
训练ALS模型------------>
验证结果----------------->
检验满足结果---->直接推荐商品,否则继续训练ALS模型
2.数据集的含义
Rating是固定的ALS输入格式,要求是一个元组类型的数据,其中数值分别是如下的[Int,Int,Double],在建立数据集的时候,用户名和物品名需要采用数值代替
/**
* A more compact class to represent a rating than Tuple3[Int, Int, Double].
*/
@Since("0.8.0")
case class Rating @Since("0.8.0") (
@Since("0.8.0") user: Int,
@Since("0.8.0") product: Int,
@Since("0.8.0") rating: Double)
如下:第一列位用户编号,第二列位产品编号,第三列的评分Rating为Double类型
3.ALS的测试数据集源代码解读
3.1ALS类的所有字段如下
@Since("0.8.0")
class ALS private (
private var numUserBlocks: Int,
private var numProductBlocks: Int,
private var rank: Int,
private var iterations: Int,
private var lambda: Double,
private var implicitPrefs: Boolean, 使用显式反馈ALS变量或隐式反馈
private var alpha: Double, ALS隐式反馈变化率用于控制每次拟合修正的幅度
private var seed: Long = System.nanoTime()
) extends Serializable with Logging {
3.2 ALS.train方法
/**
* Train a matrix factorization model given an RDD of ratings given by users to some products,
* in the form of (userID, productID, rating) pairs. We approximate the ratings matrix as the
* product of two lower-rank matrices of a given rank (number of features). To solve for these
* features, we run a given number of iterations of ALS. This is done using a level of
* parallelism given by `blocks`.
*
* @param ratings RDD of (userID, productID, rating) pairs
* @param rank number of features to use
* @param iterations number of iterations of ALS (recommended: 10-20)
* @param lambda regularization factor (recommended: 0.01)
* @param blocks level of parallelism to split computation into 将并行度分解为等级
* @param seed random seed 随机种子
*/
@Since("0.9.1")
def train(
ratings: RDD[Rating], //RDD序列由用户ID 产品ID和评分组成
rank: Int, //模型中的隐藏因子数目
iterations: Int, //算法迭代次数
lambda: Double, //ALS正则化参数
blocks: Int, //块
seed: Long
): MatrixFactorizationModel = {
new ALS(blocks, blocks, rank, iterations, lambda, false, 1.0, seed).run(ratings)
}
3.3 基于ALS算法的协同过滤推荐
package com.bigdata.demo import org.apache.spark.{SparkContext, SparkConf}
import org.apache.spark.mllib.recommendation.ALS
import org.apache.spark.mllib.recommendation.Rating /**
* Created by SimonsZhao on 3/30/2017.
* ALS最小二乘法
*/
object CollaborativeFilter { def main(args: Array[String]) {
//设置环境变量
val conf=new SparkConf().setMaster("local").setAppName("CollaborativeFilter ")
//实例化环境
val sc = new SparkContext(conf)
//设置数据集
val data =sc.textFile("E:/scala/spark/testdata/ALSTest.txt")
//处理数据
val ratings=data.map(_.split(' ') match{
//数据集的转换
case Array(user,item,rate) =>
//将数据集转化为专用的Rating
Rating(user.toInt,item.toInt,rate.toDouble)
})
//设置隐藏因子
val rank=2
//设置迭代次数
val numIterations=2
//进行模型训练
val model =ALS.train(ratings,rank,numIterations,0.01)
//为用户2推荐一个商品
val rs=model.recommendProducts(2,1)
//打印结果
rs.foreach(println)
} }
展开代码可复制
package com.bigdata.demo import org.apache.spark.{SparkContext, SparkConf}
import org.apache.spark.mllib.recommendation.ALS
import org.apache.spark.mllib.recommendation.Rating /**
* Created by SimonsZhao on 3/30/2017.
* ALS最小二乘法
*/
object CollaborativeFilter { def main(args: Array[String]) {
//设置环境变量
val conf=new SparkConf().setMaster("local").setAppName("CollaborativeFilter ")
//实例化环境
val sc = new SparkContext(conf)
//设置数据集
val data =sc.textFile("E:/scala/spark/testdata/ALSTest.txt")
//处理数据
val ratings=data.map(_.split(' ') match{
//数据集的转换
case Array(user,item,rate) =>
//将数据集转化为专用的Rating
Rating(user.toInt,item.toInt,rate.toDouble)
})
//设置隐藏因子
val rank=2
//设置迭代次数
val numIterations=2
//进行模型训练
val model =ALS.train(ratings,rank,numIterations,0.01)
//为用户2推荐一个商品
val rs=model.recommendProducts(2,1)
//打印结果
rs.foreach(println)
} }
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4.测试及分析
根据结果分析为第2个用户推荐了编号为15的商品,预测评分为3.99
5.基于用户的推荐源代码(mllib)
注释的部分翻译:
用户向用户推荐产品
num返回多少产品。 返回的数字可能少于此值。
[[评分]]对象,每个对象包含给定的用户ID,产品ID和
评分字段中的“得分”。 每个代表一个推荐的产品,并且它们被排序
按分数,减少。 第一个返回的是预测最强的一个
推荐给用户。 分数是一个不透明的值,表示强列推荐的产品。
/**
* Recommends products to a user.
*
* @param user the user to recommend products to
* @param num how many products to return. The number returned may be less than this.
* @return [[Rating]] objects, each of which contains the given user ID, a product ID, and a
* "score" in the rating field. Each represents one recommended product, and they are sorted
* by score, decreasing. The first returned is the one predicted to be most strongly
* recommended to the user. The score is an opaque value that indicates how strongly
* recommended the product is.
*/
@Since("1.1.0")
def recommendProducts(user: Int, num: Int): Array[Rating] =
MatrixFactorizationModel.recommend(userFeatures.lookup(user).head, productFeatures, num)
.map(t => Rating(user, t._1, t._2))
6.基于物品的推荐源代码(mllib)
注释的部分翻译:
推荐用户使用产品,也就是说,这将返回最有可能的用户对产品感兴趣
每个都包含用户ID,给定的产品ID和评分字段中的“得分”。
每个代表一个推荐的用户,并且它们被排序按得分,减少。
第一个返回的是预测最强的一个推荐给产品。
分数是一个不透明的值,表示强烈推荐给用户。
/**
* Recommends users to a product. That is, this returns users who are most likely to be
* interested in a product.
*
* @param product the product to recommend users to 给用户推荐的产品
* @param num how many users to return. The number returned may be less than this. 返回个用户的个数
* @return [[Rating]] objects, each of which contains a user ID, the given product ID, and a
* "score" in the rating field. Each represents one recommended user, and they are sorted
* by score, decreasing. The first returned is the one predicted to be most strongly
* recommended to the product. The score is an opaque value that indicates how strongly
* recommended the user is.
*/
@Since("1.1.0")
def recommendUsers(product: Int, num: Int): Array[Rating] =
MatrixFactorizationModel.recommend(productFeatures.lookup(product).head, userFeatures, num)
.map(t => Rating(t._1, product, t._2))
END~
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