基于TensorFlow+CNN+协同过滤算法的智能电影推荐系统——深度学习算法应用(含微信小程序、ipynb工程源码)+MovieLens数据集（六）

前言
总体设计
- 系统整体结构图
- 系统流程图
运行环境
模块实现
- 1. 模型训练
- - 1）数据集分析
  - 2）数据预处理
  - 3）模型创建
  - 4）模型训练
  - 5）获取特征矩阵
- 2. 后端Django
- 3. 前端微信小程序
- - 1）小程序全局配置文件
  - 2）推荐电影页面
  - 3）个人信息界面以及用户登录记录页面
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前言

本项目专注于MovieLens数据集，并采用TensorFlow中的2D文本卷积网络模型。它结合了协同过滤算法来计算电影之间的余弦相似度，并通过用户的交互方式，以单击电影的方式，提供两种不同的电影推荐方式。

首先，项目使用MovieLens数据集，这个数据集包含了大量用户对电影的评分和评论。这些数据用于训练协同过滤算法，以便推荐与用户喜好相似的电影。

其次，项目使用TensorFlow中的2D文本卷积网络模型，这个模型可以处理电影的文本描述信息。模型通过学习电影的文本特征，能够更好地理解电影的内容和风格。

当用户与小程序进行交互时，有两种不同的电影推荐方式：

协同过滤推荐：基于用户的历史评分和协同过滤算法，系统会推荐与用户喜好相似的电影。这是一种传统的推荐方式，通过分析用户和其他用户的行为来推荐电影。
文本卷积网络推荐：用户可以通过点击电影或输入文本描述，以启动文本卷积网络模型。模型会分析电影的文本信息，并推荐与输入的电影或描述相匹配的其他电影。这种方式更注重电影的内容和情节相似性。

综合来看，本项目融合了协同过滤和深度学习技术，为用户提供了两种不同但有效的电影推荐方式。这可以提高用户体验，使他们更容易找到符合他们口味的电影。

总体设计

本部分包括系统整体结构图和系统流程图。

系统整体结构图

系统整体结构如图所示。
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系统流程图

系统流程如图所示。

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模型训练流程如图所示。

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服务器运行流程如图所示。

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运行环境

本部分包括Python环境、TensorFlow环境、后端服务器、Django和微信小程序环境。

模块实现

本项目包括3个模块：模型训练、后端Django、前端微信小程序模块，下面分别给出各模块的功能介绍及相关代码。

1. 模型训练

下载数据集，解压到项目目录下的./ml-1m文件夹下。数据集分用户数据users.dat、电影数据movies.dat和评分数据ratings.dat。

1）数据集分析

数据集网站地址为http://files.grouplens.org/datasets/movielens/ml-1m-README.txt对数据的描述。

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133124641#1_44

2）数据预处理

通过研究数据集中的字段类型，发现有一些是类别字段，将其转成独热编码，但是UserID、MovieID的字段会变稀疏，输入数据的维度急剧膨胀，所以在预处理数据时将这些字段转成数字。

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133124641#2_123

3）模型创建

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133125845#3_50

4）模型训练

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133130704#4_57

5）获取特征矩阵

本部分包括定义函数张量、生成电影特征矩阵、生成用户特征矩阵。

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133130704#5_240

2. 后端Django

该模块实现了推荐算法的封装与前端数据交互功能。

相关博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/133131103#2_Django_67

3. 前端微信小程序

该模块实现用户交互以及与后端数据的传输功能，通过微信开发者平台进行前端开发。

1）小程序全局配置文件

全局配置文件通常以APP开头，包括app.js、app.json、app.wxss等，这些文件在新建小程序时，由微信开发者平台自动生成。

app.js相关代码如下：

//app.js
App({onLaunch: function () {console.log("app launch")//展示本地存储能力var logs = wx.getStorageSync('logs') || []logs.unshift(Date.now())wx.setStorageSync('logs', logs)//登录wx.login({success: res => {}});//获取用户信息wx.getSetting({success: res => {if (res.authSetting['scope.userInfo']) {//已经授权，可以直接调用 getUserInfo 获取头像昵称，不会弹框wx.getUserInfo({success: res => {//可以将res发送给后台解码出unionIdthis.globalData.userInfo = res.userInfo//由于 getUserInfo 是网络请求，可能会在 Page.onLoad 之后才返回//此处加入callback 以防止类似情况if (this.userInfoReadyCallback) {this.userInfoReadyCallback(res)}}})}}})},globalData: {userInfo: null,}
})

文件app.json为json格式，不能添加注释。pages表示小程序包含的页面，共有三个，一是电影推荐页面movies;二是个人信息页面index;三是用户登录记录logs; window是标题栏设置，可以更改文字类型、背景颜色、标题文字; tabBar是底部导航栏，可以选择当前页面，包含各页面的路径以及图标，图标可以在阿里巴巴矢量图标库https://www.iconfont.cn/中找到，其他为默认配置。

2）推荐电影页面

推荐电影页面movies,包含movies.js、movies.json、movies.wxml、movies.wxss。其中movies.js记录的是逻辑层; movies.wxml记录的是视图层; movies.wxss记录页面元素的样式表；movies.json 类似于app.json,记录这个页面的相关配置信息。

相关代码如下：

//pages/movies/movies.js
Page({/*页面的初始数据*/data: {//电影相关信息movies: null,//推荐方式recommend_mode: null,//推荐方式选择信息recommend_mode_list: [{name: "同类型电影", value: 0, checked: "false"},{name: "看过这个的还喜欢看", value: 1, checked: "true"}]},//页面单选按钮逻辑功能函数，选择推荐方式时触发radioChange: function (e) {//用单选按钮的值给推荐方式变量赋值this.setData({ recommend_mode: e.detail.value })console.log(this.data.recommend_mode)},//推荐同类型电影post_st_movies: function (event) {var that = this;//向后端服务器发出请求wx.request({//这里url填写用户服务器的域名，不显示url: '',//发送数据为电影的IDdata: {movie_id: event.currentTarget.dataset.movie_id,},//POST方法method: 'post',header: {'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值},//成功后执行success(res) {//更新电影信息that.setData({ movies: res.data })console.log(that.data.movies[0].movie_id);}})},//推荐看过这个电影的人喜欢的电影post_of_movies: function (event) {var that = this;//向后端服务器发出请求wx.request({//这里url填写用户服务器的域名，不显示url: '',//发送数据为电影的IDdata: {movie_id: event.currentTarget.dataset.movie_id,},//POST方法method: 'post',header: {'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值},//成功后执行success(res) {//更新电影信息that.setData({ movies: res.data })console.log(that.data.movies[0].movie_id);}})},//电影推荐按钮的逻辑功能recommend_movies: function (event) {//如果是0模式if (this.data.recommend_mode == 0) {this.post_st_movies(event);}//如果是1模式else if (this.data.recommend_mode == 1) {this.post_of_movies(event);}},//随机获取电影函数逻辑功能get_rand_movies: function () {var that = this;//向后端服务器发出请求wx.request({//url填写用户服务器的域名，不显示url: '',data: {},//GET方法method: 'get',header: {'content-type': 'application/x-www-form-urlencoded' //默认值},//成功后执行success(res) {//更新电影信息that.setData({ movies: res.data })console.log(that.data.movies[0].movie_id);}})},/*生命周期函数--监听页面加载*/onLoad: function (options) {this.get_rand_movies();},/*生命周期函数--监听页面初次渲染完成*/onReady: function () {},/* 生命周期函数--监听页面显示*/onShow: function () {},/*生命周期函数--监听页面隐藏*/onHide: function () {},/*生命周期函数--监听页面卸载*/onUnload: function () {},/*页面相关事件处理函数--监听用户下拉动作*/onPullDownRefresh: function () {},/*页面上拉触底事件的处理函数*/onReachBottom: function () {},/*用户单击右上角分享*/onShareAppMessage: function () {}
})
//文件movies.json代码为空，movies.wxml相关代码如下：
<!--pages/movies/movies.wxml-->
<!--页面容器-->
<view class="container"><!--页面--><view class="page-body"><!--推荐方式选择容器--><view class="mode-choose-container"><text>请选择推荐方式：</text><radio-group class="mode-choose" bindchange="radioChange"><radio class="radio" wx:for-items="{{recommend_mode_list}}" value="{{item.value}}" ><text>{{item.name}}</text></radio></radio-group></view><!--电影信息容器--><view class="movie-container" wx:for="{{[0,1,2,3,4]}}" hover-class='hover_list' data-movie_id="{{movies[index].movie_id}}" bindtap="recommend_movies"><text>Top {{index+1}}</text><!--电影名称--><view class="movie-name-container"><text class="movie-name">{{movies[index].movie_name}}</text></view><!--电影流派--><view class="movie-genres-container"><text class="movie-genres">{{movies[index].movie_genres}}</text></view></view></view>
</view>
//movies.wxss相关代码
/* pages/movies/movies.wxss */
.container {/*透明度: 0.1*/align-items: center;background: #f5f5f5;
}
.page-body {/*透明度:0.2*/align-items: center;background: #fefefe;border-style: solid;border-color: #b2b2b2;border-width: thin medium medium thin;border-radius: 50rpx;width: 660rpx;
}
.mode-choose-container {align-items: center;padding:20rpx;
}
.movie-container {align-items: center;border-style: solid;border-color: #b2b2b2;border-width: thin medium medium thin;border-radius: 50rpx;margin: 20rpx 15rpx 20rpx 15rpx;padding:20rpx;text-align: center;
}
.hover_list {opacity: 0.9;background: #f7f7f7;
}

3）个人信息界面以及用户登录记录页面

这两个页面是新建小程序时系统自动生成的，不做改动。以下个人信息页面由index.js、index.html、 index.json、index.wxss等文件构成。

index.js相关代码如下：

//获取应用实例
const app = getApp()
Page({data: {motto: 'Hope you find your peace.',userInfo: {},hasUserInfo: false,canIUse: wx.canIUse('button.open-type.getUserInfo')},//事件处理函数bindViewTap: function() {wx.navigateTo({url: '../logs/logs'})},onLoad: function () {if (app.globalData.userInfo) {this.setData({userInfo: app.globalData.userInfo,hasUserInfo: true})} else if (this.data.canIUse){
//由于getUserInfo是网络请求，可能会在Page.onLoad后才返回
//此处加入callback 防止这种情况发生app.userInfoReadyCallback = res => {this.setData({userInfo: res.userInfo,hasUserInfo: true})}} else {//在没有 open-type=getUserInfo版本的兼容处理wx.getUserInfo({success: res => {app.globalData.userInfo = res.userInfothis.setData({userInfo: res.userInfo,hasUserInfo: true})}})}},getUserInfo: function(e) {console.log(e)app.globalData.userInfo = e.detail.userInfothis.setData({userInfo: e.detail.userInfo,hasUserInfo: true})}
})
//index.html相关代码
<!--index.wxml-->
<view class="container"><view class="userinfo"><button wx:if="{{!hasUserInfo && canIUse}}" open-type="getUserInfo" bindgetuserinfo="getUserInfo"> 获取头像昵称 </button><block wx:else><image bindtap="bindViewTap" class="userinfo-avatar" src="{{userInfo.avatarUrl}}" mode="cover"></image><text class="userinfo-nickname">{{userInfo.nickName}}</text></block></view><view class="usermotto"><text class="user-motto">{{motto}}</text></view>
</view>
//文件index.json为空，index.wxss相关代码
/**index.wxss**/
.userinfo {display: flex;flex-direction: column;align-items: center;
}
.userinfo-avatar {width: 128rpx;height: 128rpx;margin: 20rpx;border-radius: 50%;
}
.userinfo-nickname {color: #aaa;
}
.usermotto {margin-top: 200px;
}

以下是用户登录记录页面，由logs.js、 logs.html、 logs.json、logs.wxss等文件构成。

logs.js相关代码如下：

//logs.js
const util = require('../../utils/util.js')
Page({data: {logs: []},onLoad: function () {this.setData({logs: (wx.getStorageSync('logs') || []).map(log => {return util.formatTime(new Date(log))})})}
})
//logs.html相关代码
<!--logs.wxml-->
<view class="container log-list"><block wx:for="{{logs}}" wx:for-item="log"><text class="log-item">{{index + 1}}. {{log}}</text></block>
</view>
//logs.wxss代码如下：
.log-list {display: flex;flex-direction: column;padding: 40rpx;
}
.log-item {margin: 10rpx;
}
//文件logs.json代码
{"navigationBarTitleText": "查看启动日志","usingComponents": {}
}

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