原创：协同过滤之spark FP-Growth树应用示例

上一篇博客中，详细介绍了UserCF和ItemCF，ItemCF，就是通过用户的历史兴趣，把两个物品关联起来，这两个物品，可以有很高的相似度，也可以没有联系，比如经典的沃尔玛
的啤酒尿布案例。通过ItemCF，能能够真正实现个性化推荐，最大限度地挖掘用户的需求。在购物网站和电子商务，图书中，应用特别广泛。需要维护物品相似度表。spark的MLlib中，
有FP-Growth树挖掘物品的相关度，应用很多。关于FP-Growth树的介绍，有很多博文，不详细说了。他相对于Apriori算法，做了很大的改进，大大降低了时间复杂度。构建FP-Growth
树的过程，还需要维护一个头表（链表），用来存储频繁项集的前缀路径。下面的一张图，可以说明：


从FP-Growth增长树中挖掘出频繁项集后，比如：啤酒3 鸡肉2 果汁2 | 尿布3，设置了minConf（最小置信度）后，当用户（或者是一个新用户）购买了尿布时，可以给他推荐啤酒，鸡肉。下面的代码，说明了这一原理：

package com.txq.spark.test

/**
  * Created by ACER on 2016/11/22.
  */
case class ItemFreq(val item:String,val freq:Double) {

}

package com.txq.spark.test

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap
import org.apache.spark.mllib.fpm.FPGrowth
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import scala.collection._

/**
  * Created by ACER on 2016/11/20.
  */
object Test1 {
  System.setProperty("hadoop.home.dir", "D://hadoop-2.6.2");
  val conf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName("testFP-Growth");
  val sc = new SparkContext(conf);

  var freqMap = new ConcurrentHashMap[mutable.ArrayBuffer[String],mutable.ArrayBuffer[ItemFreq]]();//捆绑推销(key值为用户购买的历史商品)
  val items = new ConcurrentHashMap[Long,mutable.ArrayBuffer[String]]()//用户购买的历史商品
  val minSupport = 0.5//最小支持度
  val minConf = 0.75//最小置信度
  var freq = 0L//用户历史商品出现的次数
  var li = mutable.ArrayBuffer[ItemFreq]()
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.加载过去一段时间，大量用户购买的商品，数据源为商品列表，训练FP-Growth模型
    val data = sc.textFile("D://fp.txt").map(_.split(" ")).cache()
    val count = data.count()
    val fpg = new FPGrowth().setMinSupport(minSupport).setNumPartitions(3)
    val model = fpg.run(data)

    //2.输出所有频繁项集
    val result = model.freqItemsets.filter(_.items.size >= 1)
    result.foreach(f => println(f.items.mkString(" ")+"->"+f.freq))

    //3.获取用户id，并得到历史商品
    val userId = args(0).toLong
    var bucket:mutable.ArrayBuffer[String] = items.get(userId.toLong)
    if(bucket == null){
      bucket = new mutable.ArrayBuffer[String]()
      for(i <- 1 until args.length){
        bucket += (args(i))
      }
    }
    items.put(userId,bucket)//收集用户购买的历史商品
    for(item <- result){
      //4.在模型中找出与用户的历史商品相符合的频繁项集,得到频率
      if(item.items.mkString == items.get(userId).mkString){
        freq = item.freq
      }
    }
    println("历史商品出现的次数：" + freq)//调试信息(输出用户历史商品的支持度)
    //5.根据历史商品，找出置信度相对高的频繁项，推荐给用户

    for(f <- result){
      if(f.items.mkString.contains(items.get(userId).mkString) && f.items.size > items.get(userId).size) {
        val conf:Double = f.freq.toDouble / freq.toDouble
        if(conf >= minConf) {
          //找出所有置信度大于minConf的项
          var item = f.items
          for (i <- 0 until items.get(userId).size) {
            item = item.filter(_ != items.get(userId)(i)) //过滤掉用户历史商品，剩下的为推荐的商品
          }
          for (str <- item) {
           li += ItemFreq(str, conf)
          }
        }
      }
    }
    freqMap.put(items.get(userId),li);
    println("推荐的商品为：")
    freqMap.get(items.get(userId)).foreach(f =>println(f.item + "->" + f.freq))
  }
}
挖掘出的频繁项集：
尿布->3
尿布 啤酒->3

果汁->4

鸡肉->4
鸡肉 果汁->3

啤酒->4
啤酒 鸡肉->3
啤酒 果汁->3

历史商品出现的次数：4

推荐的商品为：
鸡肉->0.75
啤酒->0.75

测试文件为：
果汁 鸡肉
鸡肉 啤酒 鸡蛋 尿布
果汁 啤酒 尿布 可乐
果汁 鸡肉 啤酒 尿布
鸡肉 果汁 啤酒 可乐