python基于協同過濾的動漫推薦系統

技術棧介紹

Django-SpringBoot-php-Node.js-flask

本課題的研究方法和研究步驟基本合理，難度適中，本選題是學生所學專業知識的延續，符合學生專業發展方向，對于提高學生的基本知識和技能以及鉆研能力有益。該學生能夠在預定時間內完成該課題的設計。研究的選題立意明確，結構合理，研究內容充實，研究方法準確有效。
前端開發框架:vue.js
數據庫 mysql 版本不限
后端語言框架支持：
1 java(SSM/springboot)-idea/eclipse
2.Nodejs+Vue.js -vscode
3.python(flask/django)–pycharm/vscode
4.php(thinkphp/laravel)-hbuilderx
數據庫工具：Navicat/SQLyog等都可以
而且VScode包含很多插件并且免費，下載更加快捷方便，可以給我們提供很多便捷條件。運行的便捷給我提供很大幫助。
PHP是英文超文本預處理語言Hypertext Preprocessor的縮寫。PHP 是一種 HTML 內嵌式的語言，是一種在服務器端執行的嵌入HTML文檔的腳本語言，語言的風格有類似于C語言，被廣泛地運用
Flask 是一個輕量級的 Web 框架，使用 Python 語言編寫，較其他同類型框架更為靈活、輕便且容易上手，小型團隊在短時間內就可以完成功能豐富的中小型網站或 Web 服務的實現。
Django用Python編寫，屬于開源Web應用程序框架。采用（模型M、視圖V和模板t）的框架模式。該框架以比利時吉普賽爵士吉他手詹戈·萊因哈特命名。該架構的主要組件如下：
SpringBoot整合了業界上的開源框架

##項目介紹
隨著互聯網技術的飛速發展，動漫作為一種獨特的文化形式，在全球范圍內吸引了大量的粉絲。然而，面對海量的動漫資源，用戶往往難以找到符合自己喜好的作品。因此，開發一個高效的動漫推薦系統顯得尤為重要。本文提出了一種基于協同過濾的動漫推薦系統，旨在通過分析用戶的觀看歷史和偏好，為用戶推薦符合其興趣的動漫作品。該系統結合了用戶-動漫評分矩陣和動漫屬性信息，利用協同過濾算法進行推薦。實驗結果表明，該系統能夠顯著提高動漫推薦的準確性和用戶滿意度。

緒論
動漫作為一種獨特的藝術形式，以其豐富的故事情節、獨特的視覺風格和深刻的文化內涵，在全球范圍內贏得了廣泛的關注和喜愛。然而，隨著動漫產業的蓬勃發展，動漫作品的數量也在不斷增加，用戶面臨著選擇困難的問題。傳統的動漫推薦方式，如基于熱門榜單、分類瀏覽等，雖然在一定程度上能夠幫助用戶發現新的動漫作品，但往往無法精準地滿足用戶的個性化需求。因此，開發一個能夠智能推薦符合用戶喜好的動漫作品的系統，對于提升用戶體驗、促進動漫產業的發展具有重要意義。

語言：Python
框架：django/flask
軟件版本：python3.7.7
數據庫：mysql
數據庫工具：Navicat
前端框架:vue.js
通過比較兩個不同因素的框架，可以看出Flask和Django不能被標記為單一功能中的最佳框架。當Django在快速發展的大型項目中看起來更好并且提供更多功能時，Flask似乎更容易上手。這兩個框架對于開發Web應用程序都非常有用，應根據當前的需求和項目的規模來選擇它們。
最新python的web框架django/flask都可以開發.基于B/S模式,前端技術:nodejs+vue+Elementui+html+css
,前后端分離就是將一個單體應用拆分成兩個獨立的應用：前端應用和后端應用，以JSON格式進行數據交互.充分保證了系統代碼的良好可讀性、實用性、易擴展性、通用性、便于后期維護等特點
協同過濾算法
協同過濾算法是推薦系統中常用的一種算法，它通過分析用戶的歷史行為和偏好，挖掘用戶之間的相似性，從而為用戶推薦可能感興趣的內容。協同過濾算法主要分為基于用戶的協同過濾和基于物品的協同過濾兩種。基于用戶的協同過濾通過分析用戶之間的相似性，找到與目標用戶相似的其他用戶，然后根據這些相似用戶的喜好為目標用戶推薦內容。基于物品的協同過濾則通過分析物品之間的相似性，找到與目標物品相似的其他物品，然后根據這些相似物品的受歡迎程度為目標用戶推薦內容。

用戶-動漫評分矩陣
用戶-動漫評分矩陣是協同過濾算法在動漫推薦系統中的應用基礎。該矩陣記錄了用戶對動漫作品的評分信息，其中行代表用戶，列代表動漫作品，矩陣中的元素表示用戶對動漫作品的評分。通過構建用戶-動漫評分矩陣，可以直觀地展示用戶對動漫作品的喜好程度，為后續的推薦算法提供數據支持。

動漫屬性信息
除了用戶-動漫評分矩陣外，動漫屬性信息也是推薦系統中重要的數據源。動漫屬性信息包括動漫的類型、風格、導演、聲優等，這些信息可以從多個維度描述動漫作品的特點。通過引入動漫屬性信息，可以進一步豐富推薦算法的特征空間，提高推薦的準確性和多樣性。

需求分析
用戶需求
用戶對于動漫推薦系統的需求主要體現在以下幾個方面：一是希望系統能夠推薦符合自己喜好的動漫作品；二是希望系統能夠提供多樣化的推薦結果，避免推薦過于單一；三是希望系統能夠根據用戶的反饋不斷優化推薦效果。

功能需求
為了滿足用戶的需求，動漫推薦系統需要具備以下功能：一是用戶注冊和登錄功能，以便系統能夠記錄用戶的觀看歷史和偏好；二是動漫作品瀏覽和搜索功能，以便用戶能夠方便地找到感興趣的動漫作品；三是動漫推薦功能，根據用戶的觀看歷史和偏好為用戶推薦符合其需求的動漫作品；四是用戶反饋功能，以便用戶能夠對推薦結果進行評價和反饋，幫助系統不斷優化推薦效果。

性能需求
在性能方面，動漫推薦系統需要滿足以下要求：一是響應速度快，能夠在用戶提交請求后迅速返回推薦結果；二是推薦準確率高，能夠為用戶推薦符合其需求的動漫作品；三是系統穩定性好，能夠長時間穩定運行，不會出現崩潰或數據丟失等問題。

系統設計
系統架構
動漫推薦系統采用前后端分離的設計架構，前端負責展示頁面和與用戶交互，后端負責處理業務邏輯和數據存儲。系統主要包括用戶模塊、動漫模塊、推薦模塊和反饋模塊四個部分。用戶模塊負責用戶的注冊、登錄和個人信息管理；動漫模塊負責動漫作品的展示、搜索和分類管理；推薦模塊負責根據用戶的觀看歷史和偏好為用戶推薦動漫作品；反饋模塊負責收集用戶對推薦結果的評價和反饋，以便系統不斷優化推薦效果。

具體實現截圖

在這里插入圖片描述

系統設計

采用MVC框架，MVC英文全稱是Model View Controller,翻譯過來是是模型——視圖——控制器模型的縮寫，MVC是一種軟件設計方法，其中心思想是把存儲數據、業務邏輯、存儲數據和用戶顯示三者分離開來，單獨控制每一個模塊。MVC的作用是把一系列相關的商業邏輯都部署和封裝到同一個部件中，這樣在顯示層需要發生修改的時候，不需要重新編寫業務邏輯。
結合完成了以上的基本目標之后，能夠幫助管理人員對系統的方便管理，從而能夠為管理員節省時間，給了用戶極大的方便。系統中的數據要存儲于數據庫當中，能夠通過SQL代碼把數據庫中的數據取出，映射到實體類中，通過控制器類從而展示在頁面當中，能夠使得系統的效率變得很快。

本系統的研究主要運用了node.js、數據庫（MySQL）技術和node.js的第三方生態中的express以及vue框架構建了本項目的DAO層。用于給服務層提供數據庫接口。服務層采用node第三方插件來向DAO層發送獲取數據庫數據請求并處理業務邏輯關系。路由層則負責掛載靜態資源，搭建靜態伺服以及簡單處理客戶端發送的請求。這三層構建了本次項目的服務端。前端則基于模塊化開發思想運用（HTML、CSS、JS語言），依賴Less、jQuery的框架構筑靜態頁面，通過ajax數據交互方式并經過權限分離處理給用戶提供用戶所需的數據并局部渲染。
MySQL是一種開放源代碼的關系型數據庫管理系統，MySQL數據庫系統使用最常用的數據庫管理語言——結構化查詢語言(SQL)進行數據庫管理。MySQL因為其可靠性和適應性而備受關注。

系統實現階段包括前臺界面的UI設計和后臺功能模塊代碼設計。要求系統界面簡潔直觀、系統操作流暢，后臺代碼采用三層架構（界面表示層、業務邏輯層、數據訪問層）編寫。
系統測試階段包括界面測試和功能測試。使用系統，驗證系統界面是否簡潔，頁面不同功能的銜接是否靈活，正確。根據實際流程，在設計的系統上進行模擬測試，查看功能是都基本滿足工作的需要。從而進一步修改完善系統，提高系統的實用性和穩定性。

如今互聯網高速發展，網絡遍布全球，通過互聯網發布的消息能快而方便的傳播到世界每個角落，并且互聯網上能傳播的信息也很廣，比如文字、圖片、聲音、視頻等。從而，這種種好處使得互聯網成了信息傳播的主要途徑，社會上各種各樣的信息都想盡辦法通過互聯網進行傳播，互聯網對社會產生的影響越來越大。

隨著計算機技術的發展以及計算機網絡的逐漸普及，互聯網成為人們查找信息的重要場所，二十一世紀是信息的時代，所以信息的交換和信息流通顯得特別重要。因此，開發合適的數據結構課程網絡學習平臺成為企業必然要走的一步棋。開發合適的數據結構課程網絡學習平臺，可以方便管理人員對數據結構課程網絡學習平臺的管理，提高信息管理工作效率及查詢效率，有利于更好的為用戶提供服務。

研究方法：

（1）調查法：通過互聯網有目的、有計劃搜集有關該系統的相關信息。
（2）文獻研究法：查閱文獻和書籍資料，能了解有關問題的歷史和現狀，幫助確定研究課題，獲得比較全面的資料，并學習開發此系統所需要的技術。
（3）比較法：通過對現有不同系統管理進行分析，對比其優劣型，適配性，擴展性，用于之后軟件層次的模型設計，作為業務邏輯基礎。

設計步驟

設計步驟如下：
1、明確系統的業務流程和數據流程，并用UML畫出相應的活動圖、順序圖。
2、設計數據字典，明確編碼規則。
3、數據庫進行設計，建立約束和聯系。
4、創建程序框架，代碼分成三層結構：接口層、業務層、表示層，設計窗口和主窗口，主窗口菜單項依照系統模塊圖設計。
5、設計數據訪問的接口，供各模塊調用。完成登錄功能和權限管理功能。
6、在已完成的框架下，先后進行不同模塊中不同角色功能模塊的設計。
7、最后進行各部分之間的協調、連接、實現，對于部分功能細節上進行完善與優化。

為保證所開發的系統的合理性，需要嚴格按照系統設計過程涉及到的各個環節進實施。具體而言，軟件開發是根據用戶要求建造出軟件系統或者系統中的軟件部分的過程，是一項包括需求獲取、需求分析、設計、實現和測試的系統工程。因此本課題將結合軟件工程的設計思路和方法，分別從設計軟件的功能和實現的算法和方法、軟件的總體結構設計和模塊設計、編程和調試、程序聯調和測試以及編寫、提交程序等各項內容分別去展開。

設計流程

前端開發：使用HTML、CSS、JavaScript等前端開發語言和微信小程序框架，實現界面設計和用戶交互功能。
后端開發：選擇合適的后端開發語言和框架，如Node.js、Django、Spring Boot等，處理業務邏輯和數據交互。
數據庫設計：設計數據庫表結構，選擇合適的數據庫管理系統，如MySQL、MongoDB等，實現數據庫操作。
系統部署與測試：將前端代碼部署到微信小程序平臺，部署后端服務到云服務器或其他托管平臺，進行系統整體測試和優化。

核心代碼部分展示

/*** 登錄相關*/
@RequestMapping("users")
@RestController
public class UsersController{@Autowiredprivate UsersService userService;@Autowiredprivate TokenService tokenService;/*** 登錄*/@IgnoreAuth@PostMapping(value = "/login")public R login(String username, String password, String captcha, HttpServletRequest request) {UsersEntity user = userService.selectOne(new EntityWrapper<UsersEntity>().eq("username", username));if(user==null || !user.getPassword().equals(password)) {return R.error("賬號或密碼不正確");}String token = tokenService.generateToken(user.getId(),username, "users", user.getRole());return R.ok().put("token", token);}/*** 注冊*/@IgnoreAuth@PostMapping(value = "/register")public R register(@RequestBody UsersEntity user){
//    	ValidatorUtils.validateEntity(user);if(userService.selectOne(new EntityWrapper<UsersEntity>().eq("username", user.getUsername())) !=null) {return R.error("用戶已存在");}userService.insert(user);return R.ok();}/*** 退出*/@GetMapping(value = "logout")public R logout(HttpServletRequest request) {request.getSession().invalidate();return R.ok("退出成功");}/*** 密碼重置*/@IgnoreAuth@RequestMapping(value = "/resetPass")public R resetPass(String username, HttpServletRequest request){UsersEntity user = userService.selectOne(new EntityWrapper<UsersEntity>().eq("username", username));if(user==null) {return R.error("賬號不存在");}user.setPassword("123456");userService.update(user,null);return R.ok("密碼已重置為：123456");}/*** 列表*/@RequestMapping("/page")public R page(@RequestParam Map<String, Object> params,UsersEntity user){EntityWrapper<UsersEntity> ew = new EntityWrapper<UsersEntity>();PageUtils page = userService.queryPage(params, MPUtil.sort(MPUtil.between(MPUtil.allLike(ew, user), params), params));return R.ok().put("data", page);}/*** 列表*/@RequestMapping("/list")public R list( UsersEntity user){EntityWrapper<UsersEntity> ew = new EntityWrapper<UsersEntity>();ew.allEq(MPUtil.allEQMapPre( user, "user")); return R.ok().put("data", userService.selectListView(ew));}/*** 信息*/@RequestMapping("/info/{id}")public R info(@PathVariable("id") String id){UsersEntity user = userService.selectById(id);return R.ok().put("data", user);}/*** 獲取用戶的session用戶信息*/@RequestMapping("/session")public R getCurrUser(HttpServletRequest request){Long id = (Long)request.getSession().getAttribute("userId");UsersEntity user = userService.selectById(id);return R.ok().put("data", user);}