Python推荐系统:协同过滤算法全解析
想用Python构建个性化推荐系统?本文以协同过滤算法为例,为你详细解读如何利用Python的scikit-surprise库轻松实现。文章从协同过滤的基本概念入手,深入浅出地介绍了基于用户的协同过滤和基于物品的协同过滤这两种主流方法。通过清晰的代码示例,手把手教你如何准备“用户-物品-评分”格式的数据,并使用KNN算法构建推荐模型,完成模型的训练与推荐。同时,本文还重点强调了在实际应用中需要注意的冷启动问题、稀疏矩阵处理、性能优化以及评估指标选择等关键环节,助你避开常见的“坑”。无论你是Python新手还是推荐系统爱好者,都能通过本文快速入门,并掌握协同过滤算法的核心原理与实践技巧,为你的互联网产品打造更智能的推荐引擎。
协同过滤推荐系统可通过Python的scikit-surprise库实现;具体步骤包括:1. 安装库并准备“用户-物品-评分”格式数据;2. 使用KNN算法构建模型,选择基于用户或物品的相似度计算方式;3. 训练模型并进行推荐;4. 注意冷启动、稀疏矩阵、性能优化和评估指标等问题。
推荐系统在如今的互联网产品中几乎是标配,像电商、视频平台、音乐App这些地方都能看到它的影子。如果你用Python做点小项目或者想了解背后的原理,协同过滤是个不错的起点。

什么是协同过滤?
简单来说,协同过滤(Collaborative Filtering)是根据用户和物品之间的互动行为来推荐内容的一种方法。比如你在某视频网站上点赞了几个科技类视频,系统就可能认为你对这类内容感兴趣,然后给你推荐类似的东西。

协同过滤主要分两种:
- 基于用户的协同过滤:找和你兴趣相似的用户,看看他们喜欢什么。
- 基于物品的协同过滤:找你喜欢过的物品,再看看哪些其他物品也经常被同一群人喜欢。
实际应用中,这两种方式都很常见,有时候也会结合使用。

怎么用Python实现?
要在Python里动手实现一个简单的协同过滤推荐系统,最常用的是用scikit-surprise
库,它封装好了很多经典的推荐算法,包括SVD、KNN等。
先安装一下:
pip install scikit-surprise
数据准备
你可以自己构造一个评分矩阵,也可以用现成的数据集,比如MovieLens的小型数据集。
假设你有一个这样的表格:
用户ID | 物品ID | 评分 |
---|---|---|
1 | 101 | 5 |
1 | 102 | 3 |
2 | 101 | 4 |
... | ... | ... |
这个结构就是标准的“用户-物品-评分”格式。
使用Surprise构建模型
代码大概长这样:
from surprise import Dataset, Reader, KNNBasic from surprise.trainset import Trainset # 假设你的数据是一个DataFrame,列名分别是 'userID', 'itemID', 'rating' data = Dataset.load_builtin('ml-100k') # 或者你自己构造的数据 trainset = data.build_full_trainset() sim_options = { 'name': 'cosine', 'user_based': True # True表示基于用户,False表示基于物品 } model = KNNBasic(sim_options=sim_options) model.fit(trainset) # 给用户1推荐物品 uid = trainset.to_inner_uid(1) preds = model.get_neighbors(uid, k=10)
这段代码的意思是,我们用K近邻算法,计算用户之间的相似度(或物品之间的相似度),然后找出最相近的10个用户或物品。
实践中的几个注意点
- 冷启动问题:新用户或新物品没有历史记录,推荐效果会很差。这个问题很难避免,只能通过引入辅助信息(如标签、描述文本)来缓解。
- 稀疏矩阵处理:现实中大多数用户只评过少量物品,评分矩阵非常稀疏,这时候可以考虑降维或者使用矩阵分解方法,比如SVD。
- 性能优化:当用户和物品数量很大时,每次计算相似度会很慢,可以用离线计算+缓存的方式解决。
- 评估指标:可以用RMSE、MAE来衡量预测评分的准确性,也可以用召回率、覆盖率等指标看推荐多样性。
推荐系统其实不复杂但容易忽略细节
如果你只是做个demo级别的东西,用上面的方法已经够用了。但如果要上线或用于真实业务场景,还需要考虑更多因素,比如实时性、扩展性、多目标推荐等。
总之,协同过滤是入门推荐系统的不错选择,而Python生态提供了足够丰富的工具让你快速实践。只要理解了基本思路,剩下的就是慢慢调参、优化的过程了。
基本上就这些,动手试试吧!
本篇关于《Python推荐系统:协同过滤算法全解析》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于文章的相关知识,请关注golang学习网公众号!

- 上一篇
- Java反射机制:动态获取类信息全解析

- 下一篇
- CSS:target实现锚点高亮技巧
-
- 文章 · python教程 | 21分钟前 |
- Python实现图像风格迁移方法解析
- 251浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 26分钟前 |
- Python战舰游戏开发教程:核心循环与智能命中详解
- 359浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 28分钟前 | aop 异常处理 functools.wraps Python装饰器 横切关注点
- Python装饰器实现AOP编程详解
- 455浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 38分钟前 |
- LangchainSQLDatabaseChain导入报错解决方法
- 172浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 9小时前 |
- 微服务是什么?Python微服务教程详解
- 146浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 11小时前 |
- PyCharm无解释器怎么解决?全攻略详解
- 106浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 12小时前 |
- Python中r的作用是什么?
- 193浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 12小时前 |
- Python参数传递:值传递还是引用传递?
- 103浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 13小时前 |
- Python轻松处理BMP图像全攻略
- 173浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 13小时前 |
- 替换DataFrame指定值的实用技巧
- 111浏览 收藏
-
- 文章 · python教程 | 14小时前 |
- Bash函数自动格式化Python代码前运行
- 258浏览 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 543次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 514次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 499次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 484次学习
-
- AI Mermaid流程图
- SEO AI Mermaid 流程图工具:基于 Mermaid 语法,AI 辅助,自然语言生成流程图,提升可视化创作效率,适用于开发者、产品经理、教育工作者。
- 71次使用
-
- 搜获客【笔记生成器】
- 搜获客笔记生成器,国内首个聚焦小红书医美垂类的AI文案工具。1500万爆款文案库,行业专属算法,助您高效创作合规、引流的医美笔记,提升运营效率,引爆小红书流量!
- 40次使用
-
- iTerms
- iTerms是一款专业的一站式法律AI工作台,提供AI合同审查、AI合同起草及AI法律问答服务。通过智能问答、深度思考与联网检索,助您高效检索法律法规与司法判例,告别传统模板,实现合同一键起草与在线编辑,大幅提升法律事务处理效率。
- 77次使用
-
- TokenPony
- TokenPony是讯盟科技旗下的AI大模型聚合API平台。通过统一接口接入DeepSeek、Kimi、Qwen等主流模型,支持1024K超长上下文,实现零配置、免部署、极速响应与高性价比的AI应用开发,助力专业用户轻松构建智能服务。
- 8次使用
-
- 迅捷AIPPT
- 迅捷AIPPT是一款高效AI智能PPT生成软件,一键智能生成精美演示文稿。内置海量专业模板、多样风格,支持自定义大纲,助您轻松制作高质量PPT,大幅节省时间。
- 63次使用
-
- Flask框架安装技巧:让你的开发更高效
- 2024-01-03 501浏览
-
- Django框架中的并发处理技巧
- 2024-01-22 501浏览
-
- 提升Python包下载速度的方法——正确配置pip的国内源
- 2024-01-17 501浏览
-
- Python与C++:哪个编程语言更适合初学者?
- 2024-03-25 501浏览
-
- 品牌建设技巧
- 2024-04-06 501浏览