基于Android的美食推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何溢漫 智靜輝 陳?ài)义\ 南俊 馬騰 西北民族大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院

基于Android的美食推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何溢漫 智靜輝 陳?ài)义\ 南俊 馬騰 西北民族大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院

設(shè)計(jì)了一種基于Android的美食推薦系統(tǒng)，該系統(tǒng)以基于內(nèi)容的推薦算法為核心，使用戶可以在移動(dòng)終端使用該系統(tǒng)獲得一系列的美食推薦，既可以解決用戶對(duì)美食選擇困難的問(wèn)題，又能為用戶提供多樣化的服務(wù)功能和信息交互功能。

推薦算法 MVC模式 Android系統(tǒng)

1 關(guān)鍵技術(shù)

本項(xiàng)目采用的關(guān)鍵技術(shù)是基于內(nèi)容的推薦算法，該算法根據(jù)用戶過(guò)去喜歡的產(chǎn)品，為用戶推薦和他過(guò)去喜歡的產(chǎn)品相似的產(chǎn)品?；趦?nèi)容的推薦算法主要分為三步：評(píng)分矩陣，計(jì)算推薦依據(jù)，產(chǎn)生推薦項(xiàng)目。

1.1 評(píng)分矩陣

假設(shè)有一個(gè)評(píng)分矩陣，其中包含2個(gè)用戶和3種美食：

用戶美食 羊肉泡饃 手抓羊肉 糖醋鯉魚(yú)Alice 4 5 3 Bob 1 1 4

矩陣的含義是：用戶Alice對(duì)羊肉泡饃、手抓羊肉、糖醋鯉魚(yú)的評(píng)分分別為4、5、3分（滿分5分）用戶Bob對(duì)羊肉泡饃、手抓羊肉、糖醋鯉魚(yú)的評(píng)分分別為1、1、4分（滿分5分，空白的表格表示Bob尚未對(duì)該食品打分）經(jīng)過(guò)分析，可以發(fā)現(xiàn)Alice相對(duì)來(lái)講更喜歡羊肉泡饃和手抓羊肉，而且羊肉是這兩種食品的共同食材，由此我們很自然的猜想到：Alice可能喜歡羊肉類(lèi)的美食！利用這一個(gè)消息，就可以開(kāi)始為Alice構(gòu)建她的“User Profiles”了，方法如下：

＜1＞算出Alice所有打分的平均分，在這個(gè)例子中Alice的平均分 Avg=（4+5+3）/3=4。

＜2＞利用公式（）/n算出Alice對(duì)羊肉的喜好程度。其中是所有涉及到羊肉的，而且是Alice評(píng)過(guò)分的食品，Avg就是（1）中算出來(lái)的平均分，n就是所有涉及到羊肉的，而且是Alice評(píng)過(guò)分的食品的數(shù)量。在這個(gè)例子中公式應(yīng)該等于((4-4)+(5-4))/2=0．5，也就是說(shuō)，Alice對(duì)羊肉的喜好程度可以用0．5這個(gè)數(shù)值來(lái)反應(yīng)。

＜3＞類(lèi)似于食品屬性，用戶屬性也用到了一個(gè)1n維的矩陣，與食品屬性的矩陣不同的是，用戶屬性中矩陣的元素不再是0,1，而是由＜2＞計(jì)算得來(lái)的對(duì)每種食材的喜好程度，所以最終Alice的矩陣可以表示為[0．5,x,y,z,…,xx],假設(shè)矩陣的第0個(gè)元素代表羊肉，則這里的第0個(gè)元素是0．5，表示Alice對(duì)羊肉的喜好程度是0．5。同理，可以算出Alice對(duì)其它食材的喜好程度。

1.2 計(jì)算推薦依據(jù)

利用余弦相似度的公式來(lái)計(jì)算給定的用戶“U”和給定的食品“I”之間的距離。余弦相似度的值越大說(shuō)明U越有可能喜歡I。余弦相似度的具體計(jì)算方法如下：

在美食推薦系統(tǒng)中：

Ua表示用戶U對(duì)食品a的喜好值；

Ia表示美食是否包含食品a。

1.3 產(chǎn)生推薦項(xiàng)目

按照上述計(jì)算推薦依據(jù)的方法來(lái)遍歷整個(gè)美食庫(kù)，計(jì)算Alice與每個(gè)食品的相似度，選擇相似度最高的前k個(gè)食品，推薦給Alice。

2 美食推薦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：

（1）管理員管理模塊：

管理員登錄之后，可以進(jìn)行個(gè)人信息管理和美食管理，如美食更新。(如圖1)

圖1 管理員管理流圖

（2）用戶登錄與注冊(cè)模塊：

所有用戶可以根據(jù)美食關(guān)鍵字瀏覽查詢本系統(tǒng)的所有內(nèi)容，而只有注冊(cè)過(guò)的用戶才可以進(jìn)行美食關(guān)注和美食評(píng)分。

（3）用戶關(guān)注美食模塊：

用戶登錄后可以按照菜系、功效、味道或者食材搜索美食，用戶在瀏覽自己感興趣的美食后，可以點(diǎn)擊美食的鏈接查看詳細(xì)信息。在美食的顯示頁(yè)面上會(huì)有添加關(guān)注用戶點(diǎn)擊關(guān)注鏈接。

（4）美食評(píng)分模塊：

用戶品嘗美食后，系統(tǒng)會(huì)顯示用戶評(píng)分界面，評(píng)分包括非常滿意、還行、一般般、沒(méi)想象中好、不滿意五個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)5、4、3、2、1分。用戶提交評(píng)分后，系統(tǒng)會(huì)更新美食信息中相應(yīng)的評(píng)分字段。

（5）相似美食模塊：

基于內(nèi)容的算法實(shí)現(xiàn)主要分為三步：第一步主要用變量的定義、信息的初始化和用戶評(píng)分矩陣的構(gòu)建。構(gòu)造用戶評(píng)分矩陣后執(zhí)行基于內(nèi)容的算法的第二步，即計(jì)算用戶的相似美食集。

（6）推薦顯示模塊：

用戶選擇本推薦項(xiàng)目后，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行基于內(nèi)容的算法的第三步，依據(jù)相似美食集使用平均加權(quán)策略產(chǎn)生推薦的美食。(2、3、4、5、6如圖2)

圖2 用戶操作流圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的是一種基于Andriod的美食推薦系統(tǒng)，以基于內(nèi)容的推薦算法為核心提供美食信息?；趦?nèi)容的推薦算法基本思想是建立在產(chǎn)品的信息上作出推薦的，而不需要依據(jù)用戶對(duì)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)意見(jiàn)，更多地需要用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法從關(guān)于內(nèi)容的特征描述的事例中得到用戶的興趣資料，從而智能的提供美食推薦。同時(shí)利用Android開(kāi)發(fā)技術(shù)將算法實(shí)現(xiàn)，最終在移動(dòng)終端供用戶使用。該系統(tǒng)以用戶提供的關(guān)鍵字做出智能的美食推薦，并提供美食的做法功效、距離美食最近的地理位置和其他用戶對(duì)美食的評(píng)價(jià)，以方便用戶做出選擇。

[1]劉建國(guó)，周濤，汪秉宏.個(gè)性化推薦系統(tǒng)的研究與發(fā)展[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2009.19（1）；1-15