集体智慧编程——推荐系统（1）

步骤一：搜索偏好

　　我们要做的第一件事就是寻找表达不同人及其偏好的方法。在Python中，达到这一目的的一个非常简单有效的方式就是使用一个嵌套的字典。下面就是新建的一个名为recommendations.py的文件，加入如下代码实现一个数据集：

critics={'Lisa Rose':{'Lady in winter':2.5,'Snakes on a plane':3.5,'Just My luck':3.0,'Superman returns':3.5,'You ,Me,and Dupree':2.5,'The Night Listener':3.0},
'Gene Seymour':{'Lady in winter':3.0,'Snakes on a plane':3.5,'Just My luck':1.5,'Superman returns':5.0,'The Night Listener':3.0,'You ,Me,and Dupree':3.5},
'Michael Phillips':{'Lady in winter':2.5,'Snakes on a plane':3.0,'Superman returns':3.5,'The Night Listener':4.0},
'Claudia Puig':{'Snakes on a plane':3.5,'Just My luck':3.0,'Superman returns':4.0,'The Night Listener':4.5,'You ,Me,and Dupree':2.5},
'Mick LaSalle':{'Lady in winter':3.0,'Snakes on a plane':4.0,'Just My luck':2.0,'Superman returns':3.0,'The Night Listener':3.0,'You ,Me,and Dupree':2.0},
'Jack Matthews':{'Lady in winter':3.0,'Snakes on a plane':4.0,'Superman returns':5.0,'The Night Listener':3.0,'You ,Me,and Dupree':3.5},
'Toby':{'Snakes on a plane':4.5,'Superman returns':4.0,'You ,Me,and Dupree':1.0}}

其中数字表示不同的人对这部电影的评分。

启动python解释程序，并输入下面几行代码，可以看到数据集中的内容。

>>>import recommendations
>>>critics['Lisa Rose']['Lady in Winter']
2.5

>>>critics['Toby']
{'Snakes on a plane':4.5,'Superman returns':4.0,'You ,Me,and Dupree':1.0}}

步骤二：寻找相近用户

主要使用的是相似度评价值。这里主要有两种方式：欧几里德距离和皮尔逊相似度。

1.欧几里德距离：先计算每一轴上的差值，求平方后再相加，最后对总和取平方根。

将如下代码插入到recommendations中：

from math import sqrt
def sim_distance(prefs,person1,preson2):
    si={}
    for item in prefs[person1]:
        if item in prefs[preson2]:
            si[item]=1
    if len(si)==0:return 0
    n=len(si)
    print n
    sum_of_squares=sum([pow(prefs[person1][item]-prefs[preson2][item],2) for item in prefs[person1] if item in prefs[preson2]])
    return 1/(1+sqrt(sum_of_squares))

我们可以调用该函数，分别输入两个人的名字，计算相似度的评价值。

>>>reload(recommendations)
>>> recommendations.sim_distance(recommendations.critics,'Lisa Rose','Gene Seymour')
0.294298055086

上面的执行结果就是Lisa Rose和Gene Seymour的相似度评价。

（2）皮尔逊相关度评价

还有一种更为复杂的方法来判断人们的相似度，那就是皮尔逊相关度。

该相关系数是判断两组数据与某一条直线的拟合程度的一种度量。在数据不是很规范的时候，会倾向于给出更好的结果。

该算法首先会找到两位评价者都曾经评价的物品，然后计算两者的评分总和和平方和，并求得评分的乘积，最后利用这些计算结果计算出皮尔逊相关系数。代码如下：

def sim_pearson(prefs,p1,p2):
  # Get the list of mutually rated items
  si={}
  for item in prefs[p1]: 
    if item in prefs[p2]: si[item]=1

  # if they are no ratings in common, return 0
  if len(si)==0: return 0

  # Sum calculations
  n=len(si)
  
  # Sums of all the preferences
  sum1=sum([prefs[p1][it] for it in si])
  sum2=sum([prefs[p2][it] for it in si])
  
  # Sums of the squares
  sum1Sq=sum([pow(prefs[p1][it],2) for it in si])
  sum2Sq=sum([pow(prefs[p2][it],2) for it in si])    
  
  # Sum of the products
  pSum=sum([prefs[p1][it]*prefs[p2][it] for it in si])
  
  # Calculate r (Pearson score)
  num=pSum-(sum1*sum2/n)
  den=sqrt((sum1Sq-pow(sum1,2)/n)*(sum2Sq-pow(sum2,2)/n))
  if den==0: return 0

  r=num/den

  return r

将上述代码加到recommendations中。

执行结果如下：

>>> reload(recommendations)
>>> print recommendations.sim_pearson(recommendations.critics,'Lisa Rose','Gene Seymour')
0.396059017191