前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >使用Python实现深度学习模型:个性化推荐与广告优化

使用Python实现深度学习模型:个性化推荐与广告优化

原创
作者头像
Echo_Wish
修改2024-07-23 11:34:19
1180
修改2024-07-23 11:34:19
举报
文章被收录于专栏:Python深度学习数据结构和算法

介绍

在这篇教程中,我们将构建一个深度学习模型,用于个性化推荐和广告优化。我们将使用TensorFlow和Keras库来实现这一目标。通过这个教程,你将学会如何处理数据、构建和训练模型,并将模型应用于实际的推荐和广告优化任务。

项目结构

首先,让我们定义项目的文件结构:

代码语言:powershell
复制
deep_learning_recommender/
│
├── data/
│   ├── interactions.csv
│   ├── items.csv
│   └── users.csv
│
├── model/
│   ├── __init__.py
│   ├── data_preprocessing.py
│   ├── model.py
│   └── train.py
│
├── app/
│   ├── __init__.py
│   ├── recommender.py
│   └── routes.py
│
├── templates/
│   └── index.html
│
├── app.py
└── requirements.txt

数据准备

我们需要三个数据文件:interactions.csv、items.csv 和 users.csv。interactions.csv 包含用户与项目的交互数据,items.csv 包含项目的信息,而 users.csv 包含用户的信息。

示例数据

interactions.csv:

代码语言:powershell
复制
user_id,item_id,interaction
1,101,1
1,102,0
2,101,1
2,103,1
...

items.csv:

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
item_id,item_name,category
101,Item A,Category 1
102,Item B,Category 2
103,Item C,Category 1
...

users.csv:

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
user_id,user_name,age,gender
1,Alice,25,F
2,Bob,30,M
...

数据处理

我们将使用Pandas库来加载和处理数据。

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
import pandas as pd

# 加载数据
interactions = pd.read_csv('data/interactions.csv')
items = pd.read_csv('data/items.csv')
users = pd.read_csv('data/users.csv')

# 查看数据
print(interactions.head())
print(items.head())
print(users.head())

构建深度学习模型

我们将使用TensorFlow和Keras库来构建一个简单的深度学习模型。这个模型将根据用户的历史交互数据,预测用户对新项目的兴趣。

model/data_preprocessing.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split

def load_data():
    interactions = pd.read_csv('data/interactions.csv')
    items = pd.read_csv('data/items.csv')
    users = pd.read_csv('data/users.csv')
    return interactions, items, users

def preprocess_data(interactions, items, users):
    # 合并数据
    data = interactions.merge(users, on='user_id').merge(items, on='item_id')
    # 编码
    data['user_id'] = data['user_id'].astype('category').cat.codes
    data['item_id'] = data['item_id'].astype('category').cat.codes
    # 分割数据集
    X = data[['user_id', 'item_id']]
    y = data['interaction']
    X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
    return X_train, X_test, y_train, y_test

model/model.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras.models import Model
from tensorflow.keras.layers import Input, Embedding, Flatten, Dot, Dense

def create_model(num_users, num_items):
    user_input = Input(shape=(1,))
    item_input = Input(shape=(1,))
    
    user_embedding = Embedding(input_dim=num_users, output_dim=50)(user_input)
    item_embedding = Embedding(input_dim=num_items, output_dim=50)(item_input)
    
    user_vec = Flatten()(user_embedding)
    item_vec = Flatten()(item_embedding)
    
    dot_product = Dot(axes=1)([user_vec, item_vec])
    
    output = Dense(1, activation='sigmoid')(dot_product)
    
    model = Model(inputs=[user_input, item_input], outputs=output)
    model.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy'])
    
    return model

训练模型

我们将使用训练数据来训练模型,并评估其性能。

model/train.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
from model.data_preprocessing import load_data, preprocess_data
from model.model import create_model

# 加载和预处理数据
interactions, items, users = load_data()
X_train, X_test, y_train, y_test = preprocess_data(interactions, items, users)

# 创建模型
num_users = interactions['user_id'].nunique()
num_items = interactions['item_id'].nunique()
model = create_model(num_users, num_items)

# 训练模型
model.fit([X_train['user_id'], X_train['item_id']], y_train, epochs=10, batch_size=64, validation_data=([X_test['user_id'], X_test['item_id']], y_test))

# 保存模型
model.save('model/recommender_model.h5')

构建Web应用

我们将使用Flask来构建一个简单的Web应用,展示推荐结果。

app/init.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
from flask import Flask

app = Flask(__name__)

from app import routes

app/recommender.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
import pandas as pd
import tensorflow as tf

def load_model():
    model = tf.keras.models.load_model('model/recommender_model.h5')
    return model

def recommend_items(user_id, model, interactions, items):
    user_interactions = interactions[interactions['user_id'] == user_id]
    user_items = user_interactions['item_id'].unique()
    all_items = items['item_id'].unique()
    candidate_items = [item for item in all_items if item not in user_items]
    
    user_ids = [user_id] * len(candidate_items)
    predictions = model.predict([user_ids, candidate_items])
    
    recommended_items = items[items['item_id'].isin(candidate_items)]
    recommended_items['score'] = predictions
    
    return recommended_items.sort_values(by='score', ascending=False)

app/routes.py

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
from flask import render_template, request
from app import app
from app.recommender import load_model, recommend_items
import pandas as pd

model = load_model()
interactions = pd.read_csv('data/interactions.csv')
items = pd.read_csv('data/items.csv')

@app.route('/')
def index():
    return render_template('index.html')

@app.route('/recommend', methods=['POST'])
def recommend():
    user_id = int(request.form['user_id'])
    recommendations = recommend_items(user_id, model, interactions, items)
    return render_template('index.html', recommendations=recommendations)

templates/index.html

代码语言:html
复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>个性化推荐系统</title>
</head>
<body>
    <h1>个性化推荐系统</h1>
    <form action="/recommend" method="post">
        <label for="user_id">用户ID:</label>
        <input type="text" id="user_id" name="user_id">
        <button type="submit">推荐</button>
    </form>
    {% if recommendations %}
        <h2>推荐结果:</h2>
        <ul>
            {% for item in recommendations.itertuples() %}
                <li>{{ item.item_name }} - {{ item.category }} - {{ item.score }}</li>
            {% endfor %}
        </ul>
    {% endif %}
</body>
</html>

运行应用

最后,我们需要创建一个app.py文件来运行Flask应用。

代码语言:python
代码运行次数:0
复制
from app import app

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

总结

在这篇教程中,我们使用Python构建了一个深度学习模型,用于个性化推荐和广告优化。我们使用TensorFlow和Keras进行模型的构建和训练,并使用Flask构建了一个Web应用来展示推荐结果。希望这个教程对你有所帮助!

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 介绍
  • 项目结构
  • 数据准备
    • 示例数据
    • 数据处理
    • 构建深度学习模型
    • 训练模型
    • 构建Web应用
    • 运行应用
    • 总结
    领券
    问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档