data数据有三列,用户user_ID,物品item_ID,用户对物品的打分(1-5分),下面把数据拆分成训练集和测试集,在训练集上建立lightGCN模型,并在测试集上预测recall,ngcd;给出完整代码

时间: 2024-09-08 11:04:28 浏览: 99
在处理用户评分数据时,将数据拆分为训练集和测试集是一个常见的步骤,用于评估推荐模型的性能。lightGCN是一种基于图卷积网络的推荐系统模型,它能够在图结构的数据上学习用户和物品的低维嵌入表示,从而提高推荐质量。以下是使用Python进行该任务的简化示例代码,利用了lightGCN实现以及相关库,例如pandas用于数据处理和lightfm库中的LightGCN实现。请注意,这个例子假设数据已经被加载为pandas DataFrame,且数据格式是用户user_ID, 物品item_ID,用户对物品的打分(1-5分)。 ```python import pandas as pd from lightfm import LightFM from lightfm.data import Dataset from sklearn.model_selection import train_test_split from lightfm.evaluation import precision_at_k, recall_at_k # 假设df是已经加载好的DataFrame,有三列: 'user_ID', 'item_ID', 'score' df = pd.read_csv('data.csv') # 示例:加载数据 # 将数据转换为lightfm格式 dataset = Dataset() dataset.fit(df['user_ID'], df['item_ID']) (interactions, weights) = dataset.build_interactions( ((uid, iid, score) for uid, iid, score in zip(df['user_ID'], df['item_ID'], df['score'])) ) # 拆分数据为训练集和测试集,这里用80%的数据作为训练集,20%作为测试集 train_interactions, test_interactions = train_test_split(interactions, test_size=0.2) # 初始化LightGCN模型 model = LightFM(no_components=30, loss='warp') # 训练模型 model.fit(train_interactions, sample_weight=weights, epochs=30) # 在测试集上预测 test_precision = precision_at_k(model, test_interactions, k=10).mean() test_recall = recall_at_k(model, test_interactions, k=10).mean() print('Precision: %f' % test_precision) print('Recall: %f' % test_recall) # 由于lightFM库没有直接的ngcd(Normalized Cumulative Gain at k)计算方法,通常我们使用标准库计算 # 下面是计算NGCD的示例代码,注意这个假设你已经有了预测得分和真实标签 def ngcd(y_true, y_pred, k=10): # 获取前k个预测 top_k_predictions = y_pred.argsort()[:k] y_true_top_k = y_true[top_k_predictions] dcg = (y_true_top_k / np.log2(np.arange(2, k + 2))).sum() idcg = (y_true[:k] / np.log2(np.arange(2, k + 2))).sum() return dcg / idcg y_pred = model.predict(test_interactions) ngcd_value = ngcd(y_true=weights, y_pred=y_pred, k=10) print('NCGD: %f' % ngcd_value) ``` 注意:此代码示例是一个非常基础的版本,实际情况中你可能需要对数据进行更多的预处理,以及对模型进行调整,比如设置随机种子,调整模型参数等,以获得更好的效果。
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解释代码import numpy as np import pandas as pd #数据文件格式用户id、商品id、评分、时间戳 header = ['user_id', 'item_id', 'rating', 'timestamp'] with open( "u.data", "r") as file_object: df=pd.read_csv(file_object,sep='\t',names=header) #读取u.data文件 print(df) n_users = df.user_id.unique().shape[0] n_items = df.item_id.unique().shape[0] print('Mumber of users = ' + str(n_users) + ' | Number of movies =' + str(n_items)) from sklearn.model_selection import train_test_split train_data, test_data = train_test_split(df, test_size=0.2, random_state=21) train_data_matrix = np.zeros((n_users, n_items)) for line in train_data.itertuples(): train_data_matrix[line[1] - 1, line[2] -1] = line[3] test_data_matrix = np.zeros((n_users, n_items)) for line in test_data.itertuples(): test_data_matrix[line[1] - 1, line[2] - 1] = line[3] print(train_data_matrix.shape) print(test_data_matrix.shape) from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity #计算用户相似度 user_similarity = cosine_similarity(train_data_matrix) print(u"用户相似度矩阵: ", user_similarity.shape) print(u"用户相似度矩阵: ", user_similarity) def predict(ratings, similarity, type): # 基于用户相似度矩阵的 if type == 'user': mean_user_ratings = ratings.mean(axis=1) ratings_diff = (ratings - mean_user_ratings[:, np.newaxis] ) pred =mean_user_ratings[:, np.newaxis] + np.dot(similarity, ratings_diff)/ np.array( [np.abs(similarity).sum(axis=1)]).T print(u"预测值: ", pred.shape) return pred # 预测结果 user_prediction = predict(train_data_matrix, user_similarity, type='user') print(user_prediction)

解释下列代码 import numpy as np import pandas as pd #数据文件格式用户id、商品id、评分、时间戳 header = ['user_id', 'item_id', 'rating', 'timestamp'] with open( "u.data", "r") as file_object: df=pd.read_csv(file_object,sep='\t',names=header) #读取u.data文件 print(df) n_users = df.user_id.unique().shape[0] n_items = df.item_id.unique().shape[0] print('Mumber of users = ' + str(n_users) + ' | Number of movies =' + str(n_items)) from sklearn.model_selection import train_test_split train_data, test_data = train_test_split(df, test_size=0.2, random_state=21) train_data_matrix = np.zeros((n_users, n_items)) for line in train_data.itertuples(): train_data_matrix[line[1] - 1, line[2] -1] = line[3] test_data_matrix = np.zeros((n_users, n_items)) for line in test_data.itertuples(): test_data_matrix[line[1] - 1, line[2] - 1] = line[3] print(train_data_matrix.shape) print(test_data_matrix.shape) from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity #计算用户相似度 user_similarity = cosine_similarity(train_data_matrix) print(u"用户相似度矩阵: ", user_similarity.shape) print(u"用户相似度矩阵: ", user_similarity) def predict(ratings, similarity, type): # 基于用户相似度矩阵的 if type == 'user': mean_user_ratings = ratings.mean(axis=1) ratings_diff = (ratings - mean_user_ratings[:, np.newaxis] ) pred =mean_user_ratings[:, np.newaxis] + np.dot(similarity, ratings_diff)/ np.array( [np.abs(similarity).sum(axis=1)]).T print(u"预测值: ", pred.shape) return pred user_prediction = predict(train_data_matrix, user_similarity, type='user') print(user_prediction) from sklearn.metrics import mean_squared_error from math import sqrt def rmse(prediction, ground_truth): prediction = prediction[ground_truth.nonzero()].flatten() ground_truth = ground_truth[ground_truth.nonzero()].flatten() return sqrt(mean_squared_error(prediction, ground_truth)) print('User-based CF RMSE: ' + str(rmse(user_prediction, test_data_matrix)))

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import torchimport torch.nn as nnimport torch.optim as optimimport numpy as np# 定义视频特征提取模型class VideoFeatureExtractor(nn.Module): def __init__(self): super(VideoFeatureExtractor, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(16, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.pool = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) def forward(self, x): x = self.pool(torch.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(torch.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 32 * 8 * 8) return x# 定义推荐模型class VideoRecommendationModel(nn.Module): def __init__(self, num_videos, embedding_dim): super(VideoRecommendationModel, self).__init__() self.video_embedding = nn.Embedding(num_videos, embedding_dim) self.user_embedding = nn.Embedding(num_users, embedding_dim) self.fc1 = nn.Linear(2 * embedding_dim, 64) self.fc2 = nn.Linear(64, 1) def forward(self, user_ids, video_ids): user_embed = self.user_embedding(user_ids) video_embed = self.video_embedding(video_ids) x = torch.cat([user_embed, video_embed], dim=1) x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return torch.sigmoid(x)# 加载数据data = np.load('video_data.npy')num_users, num_videos, embedding_dim = data.shapetrain_data = torch.tensor(data[:int(0.8 * num_users)])test_data = torch.tensor(data[int(0.8 * num_users):])# 定义模型和优化器feature_extractor = VideoFeatureExtractor()recommendation_model = VideoRecommendationModel(num_videos, embedding_dim)optimizer = optim.Adam(recommendation_model.parameters())# 训练模型for epoch in range(10): for user_ids, video_ids, ratings in train_data: optimizer.zero_grad() video_features = feature_extractor(video_ids) ratings_pred = recommendation_model(user_ids, video_ids) loss = nn.BCELoss()(ratings_pred, ratings) loss.backward() optimizer.step() # 计算测试集准确率 test_ratings_pred = recommendation_model(test_data[:, 0], test_data[:, 1]) test_loss = nn.BCELoss()(test_ratings_pred, test_data[:, 2]) test_accuracy = ((test_ratings_pred > 0.5).float() == test_data[:, 2]).float().mean() print('Epoch %d: Test Loss %.4f, Test Accuracy %.4f' % (epoch, test_loss.item(), test_accuracy.item()))解释每一行代码

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