写在前面
准备近期将微软的machinelearning-samples翻译成中文，水平有限，如有错漏，请大家多多指正。
如果有朋友对此感兴趣，可以加入我：https://github.com/feiyun0112/machinelearning-samples.zh-cn
产品推荐 - 矩阵分解问题示例
| ML.NET 版本 | API 类型 | 状态 | 应用程序类型 | 数据类型 | 场景 | 机器学习任务 | 算法 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| v0.8 | 动态 API | 最新版本 | 控制台应用程序 | .txt 文件 | 推荐 | 矩阵分解 | MatrixFactorizationTrainer (One Class) |
在这个示例中，您可以看到如何使用ML.NET来构建产品推荐方案。
本示例中的推荐方式基于共同购买或经常一起购买的产品，这意味着它将根据客户的购买历史向客户推荐一组产品。
在这个示例中，基于经常一起购买的学习模型来推荐产品。
问题
在本教程中，我们将使用亚马逊共同购买产品数据集。
我们将使用One-Class因式分解机来构建我们的产品推荐器，它使用协同过滤方法。
我们介绍的one-class和其他因式分解机的区别在于，在这个数据集中，我们只有购买历史的信息。
我们没有评分或其他详细信息，如产品描述等。
“协同过滤”是在一个基本假设的情况下运作的，即如果某人A在一个问题上与某人B具有相同的意见，则在另一个问题上，相对其他随机选择的人，A更倾向于B的观点。
数据集
原始数据来自SNAP:
https://snap.stanford.edu/data/amazon0302.html
ML 任务 - 矩阵分解 (推荐)
这个示例的ML任务是矩阵分解，它是一个执行协同过滤的有监督的机器学习任务。
解决方案
要解决此问题，您需要在现有训练数据上建立和训练ML模型，评估其有多好（分析获得的指标），最后您可以使用/测试模型来预测给定输入数据变量的需求。
1. 建立模型
建立模型包括:
-
从 https://snap.stanford.edu/data/amazon0302.html 下载并复制数据集文件Amazon0302.txt。
-
使用以下内容替换列名：ProductID ProductID_Copurchased
-
在读取器中，我们已经提供了KeyRange，并且产品ID已经编码，我们需要做的就是使用几个额外的参数调用MatrixFactorizationTrainer。
下面是用于建立模型的代码：
//STEP 1: Create MLContext to be shared across the model creation workflow objects
var ctx = new MLContext();
//STEP 2: Create a reader by defining the schema for reading the product co-purchase dataset
// Do remember to replace amazon0302.txt with dataset from
https://snap.stanford.edu/data/amazon0302.html
var reader = ctx.Data.TextReader(new TextLoader.Arguments()
{
Separator = "tab",
HasHeader = true,
Column = new[]
{
new TextLoader.Column("Label", DataKind.R4, 0),
new TextLoader.Column("ProductID", DataKind.U4, new [] { new TextLoader.Range(0) }, new KeyRange(0, 262110)),
new TextLoader.Column("CoPurchaseProductID", DataKind.U4, new [] { new TextLoader.Range(1) }, new KeyRange(0, 262110))
}
});
//STEP 3: Read the training data which will be used to train the movie recommendation model
var traindata = reader.Read(new MultiFileSource(TrainingDataLocation));
//STEP 4: Your data is already encoded so all you need to do is call the MatrixFactorization Trainer with a few extra hyperparameters:
// LossFunction, Alpa, Lambda and a few others like K and C as shown below.
var est = ctx.Recommendation().Trainers.MatrixFactorization("ProductID", "CoPurchaseProductID",
labelColumn: "Label",
advancedSettings: s =>
{
s.LossFunction = MatrixFactorizationTrainer.LossFunctionType.SquareLossOneClass;
s.Alpha = 0.01;
s.Lambda = 0.025;
// For better results use the following parameters
//s.K = 100;
//s.C = 0.00001;
});
2. 训练模型
一旦定义了评估器，就可以根据可用的训练数据对评估器进行训练。
这将返回一个训练过的模型。
//STEP 5: Train the model fitting to the DataSet
//Please add Amazon0302.txt dataset from https://snap.stanford.edu/data/amazon0302.html to Data folder if FileNotFoundException is thrown.
var model = est.Fit(traindata);
3. 使用模型
我们将通过创建预测引擎/函数来执行此模型的预测，如下所示。
public class Copurchase_prediction
{
public float Score { get; set; }
}
public class ProductEntry
{
[KeyType(Contiguous = true, Count = 262111, Min = 0)]
public uint ProductID { get; set; }
[KeyType(Contiguous = true, Count = 262111, Min = 0)]
public uint CoPurchaseProductID { get; set; }
}
一旦创建了预测引擎，就可以预测两个产品被共同购买的分数。
//STEP 6: Create prediction engine and predict the score for Product 63 being co-purchased with Product 3.
// The higher the score the higher the probability for this particular productID being co-purchased
var predictionengine = model.MakePredictionFunction<ProductEntry, Copurchase_prediction>(ctx);
var prediction = predictionengine.Predict(
new ProductEntry()
{
ProductID = 3,
CoPurchaseProductID = 63
});