亚马逊商品推荐系统

亚马逊商品推荐系统

推荐系统首先收集用户的历史行为数据,然后通过预处理的方法得到用户-评价矩阵,再利用机器学习领域中相关推荐技术形成对用户的个性化推荐。有的推荐系统还搜集用户对推荐结果的反馈,并根据实际的反馈信息实时调整推荐策略,产生更符合用户需求的推荐结果。为了更好的去了解一个推荐系统，从0到1了解推荐过程，我们通过一些网上开源的数据来搭建一个推荐系统

一、整体目标

搭建推荐系统的第一步是明确目标和需求：

1. 业务目标：为用户提供个性化的商品推荐，提高商品曝光率和购买转化率。
2. 推荐类型：
   • 个性化推荐：根据用户的历史行为推荐商品。
   • 热门推荐：根据商品流行趋势推荐高销量或高评价的商品。
   • 相似商品推荐：推荐与用户浏览或购买的商品类似的商品。
3. 用户需求：分析用户的行为数据，包括浏览、点击、购买、搜索等操作。
4. 架构设计需求：使用前后端分离的架构，前端使用 Vue.js 提供页面交互，后端采用 Python 开发 API 并执行推荐逻辑。

二、数据准备

1. 数据收集

数据源选取自 Kaggle，常见的数据集包括以下几类：

• 商品数据（包含类目）：这里我们选择的是amazon-products-dataset-2023-1-4m-products，为什么不是淘宝或者京东商品？问就是没有
• 评分数据：用户对商品的评分（如 1~5 分），这里用的是亚马逊商品评分数据，淘宝京东也是没有的
• 用户行为数据：用户点击、浏览、购买、评分、评论记录等。前期只有一张简单的自建点击表，后续看看怎么扩展吧。

db使用的是sqlite3，搜索东西均为了轻量化，数据获取如下：

    path = kagglehub.dataset_download("asaniczka/amazon-products-dataset-2023-1-4m-products")
    print("Path to dataset files:", path)

    # 查找 CSV 文件
    data_file = None
    for root, dirs, files in os.walk(path):
        for file in files:
            if file.endswith(".csv"):
                data_file = os.path.join(root, file)
                break

    # 连接 SQLite 数据库
    conn = sqlite3.connect('db/recommend.db')

用户id当前为了轻量化，我们直接使用用户的ip做为user_id，建表如下：

-- auto-generated definition
create table user_clicks
(
    user_id    TEXT,
    asin       TEXT,
    click_time TIMESTAMP
);

2. 数据清洗与预处理

处理原始数据可能出现的问题：

• 异常值处理：过滤异常数据，如重复记录或评分异常。
• 缺失值填充：对商品描述等缺失信息填充默认值（如 "无描述"）。
• 格式转换：将数据转换为推荐算法的输入格式，例如生成用户-商品评分矩阵。

对于商品文本信息（如商品描述和标题），可以使用词频统计（TF-IDF）提取关键词。

3. 数据存储与分割

将清洗后的数据存入数据库（如 MySQL），并按时间或用户分割为训练集和测试集：

• 训练集：用于训练模型，通常使用历史数据。
• 测试集：用于验证模型性能和推荐结果质量。

三、后端设计与推荐算法开发

推荐过程

推荐过程

后端使用的flask框架，对每一个请求都执行召回、粗排、精排、重排等，最终展示到用户。

1. 推荐算法设计

根据业务需求选择以下推荐方法：

• 基于协同过滤的推荐：
  • 用户协同过滤：分析行为相似的用户并推荐他们关注的商品。
  • 商品协同过滤：按商品之间的相似性推荐，比如推荐与当前商品类似的商品。
• 基于内容的推荐： 按商品属性（如标题或类别）进行推荐。使用 TF-IDF 方法提取文本特征，并基于余弦相似性计算商品之间的相似性。
• 基于深度学习的推荐： 使用深度学习方法，如神经协同过滤或序列模型。该方式能够捕捉复杂的用户行为和兴趣变化。

2. 推荐服务开发

后端推荐服务应该支持以下功能：

• 热门商品推荐：基于销量、评价等指标推荐热门商品。
• 个性化推荐：根据用户历史行为生成专属推荐列表。
• 相似商品推荐：基于商品相似性推荐相关产品。

下面是由GPT生成的代码，只展示部分，感兴趣的可以直接去看下源码：https://github.com/Zephery/amazon-rec

candidates = recall(user_id)
coarse_ranked = coarse_ranking(candidates)
fine_ranked = fine_ranking(user_id, coarse_ranked)
final_recommendations = re_ranking(user_id, fine_ranked)

四、前端设计与展示

前端采用 Vue.js 构建交互页面，在推荐系统中展示推荐结果。

1. 前端页面结构

前端主要实现以下功能：

• 首页推荐：展示热门商品。
• 个性化推荐：为用户提供专属推荐内容。
• 商品详情页：展示与当前商品关联的推荐商品。

2. 与后端的接口调用

前端与后端通过 API 完成数据交互，获取以下推荐结果：

• 热门商品列表。
• 个性化推荐结果。
• 商品关联推荐内容。

3. 数据展示方式

推荐结果展示在动态页面中，用户可以点击查看商品详情或加入购物车。

4. 成果

体验直达：https://rec.wenzhihuai.com/products，因服务需要加载大量数据，可能有时候无法访问。

主商品界面

清理浏览记录可把自己的点击日志给清空，可以重新点击别的来体验一下推荐效果。

首页

首页

商品详情页

商品详情页

商品详情页

五、下一步的优化

太多了，这个版本只是个草稿，甚至说是半残品，本人技术有限，大部分也只能看看GPT生成的一些代码，调优还在持续进行中。 1.搜索无法精准找到想要的内容，比如搜索"ipad"，出来的却是一大堆ipad相关的配件，这个还在优化中 2.点击单个商品后，再次返回，所推荐的商品相关性太差 3.需要由推荐系统转变为广告系统，增加投放、计费等能力。 慢慢来吧

访问地址：https://rec.wenzhihuai.com/products 源码：https://github.com/Zephery/amazon-rec