F025 基于知识图谱图书可视推荐系统 vue+flask+neo4j | python编写、知识图谱可视化+推荐系统

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编号: F025

架构: vue+flask+neo4j+mysql

亮点:协同过滤推荐算法+知识图谱可视化

支持爬取图书数据,数据超过万条,知识图谱节点几万个

视频介绍

vue+flask+neo4j 图书知识图谱推荐算法可视化系统|全源码带数据库

架构说明

功能模块

系统架构主要分为以下几个部分:用户前端后端服务数据库数据爬取与处理。各部分通过协调工作,实现数据的采集、存储、处理以及展示。具体如下:

1. 用户前端

用户通过浏览器访问系统,前端采用了基于 Vue.js 的技术栈来构建。

  • 浏览器:作为用户与系统交互的媒介,用户通过浏览器进行各种操作,如浏览图书、获取推荐等。
  • Vue 前端:使用 Vue.js 框架搭建前端界面,包含 HTML、CSS、JavaScript,以及 Vuex(用于状态管理),vue-router(用于路由管理),和 Echarts(用于数据可视化)等组件。前端向后端发送请求并接收响应,展示处理后的数据。

2. 后端服务

后端服务采用 Flask 框架,负责处理前端请求,执行业务逻辑,并与数据库进行交互。

  • Flask 后端:使用 Python 编写,借助 Flask 框架处理 HTTP 请求。通过 SQLAlchemy 与 MySQL 进行交互,通过 py2neo 与 Neo4j 进行交互。后端主要负责业务逻辑处理、 数据查询、数据分析以及推荐算法的实现。

3. 数据库

系统使用了两种数据库:关系型数据库 MySQL 和图数据库 Neo4j。

  • MySQL:存储从网络爬取的基本数据。数据爬取程序从外部数据源获取数据,并将其存储在 MySQL 中。MySQL 主要用于存储和管理结构化数据。
  • Neo4j:存储图谱数据,特别是用户、图书及其关系(如阅读、写、出版等)。通过利用 py2neo 库将 MySQL 中的数据结构化为图节点和关系,再通过图谱生成程序(可能是一个 Python 脚本)将其导入到 Neo4j 中。

4. 数据爬取与处理

数据通过爬虫从外部数据源获取,并存储在 MySQL 数据库中,然后将数据转换为图结构并存储在 Neo4j 中。

  • 爬虫:实现数据采集,从网络数据源抓取相关信息。爬取的数据首先存储在 MySQL 数据库中。
  • 图谱生成程序:利用 py2neo 将爬取到的结构化数据(如用户、图书、作者、出版社,以及它们之间的关系)从 MySQL 导入到 Neo4j 中。通过构建图谱数据,使得后端能够进行复杂的图查询和推荐计算。

工作流程

  1. 数据爬取:爬虫程序从外部数据源抓取数据并存储到 MySQL 数据库中。
  2. 数据处理与导入:图谱生成程序将 MySQL 中的数据转换为图结构并导入到 Neo4j 中,利用 py2neo 与 Neo4j 交互。
  3. 前后端交互
    • 用户通过浏览器访问系统,前端用 Vue.js 构建,提供友好的用户界面和交互。
    • 前端向 Flask 后端发送请求,获取图书信息或推荐图书。
  4. 推荐算法:后端在接收请求后,利用 Neo4j 图数据库中的数据和关系进行处理(如推荐计算),并使用 py2neo 库与 Neo4j 交互获取数据结果。
  5. 数据返回与展示:后端将计算结果返回给前端进行展示,通过 Vue.js 的图表库(如 Echarts)进行数据可视化,让用户得到直观的推荐结果和分析信息。

小结

这套系统通过整合爬虫、关系型数据库、图数据库,以及前后端的协调配合,实现了数据的高效采集、存储、处理、推荐和展示。从用户体验的角度,系统能够提供高度个性化的推荐,并通过图形化的方式呈现数据分析结果。

功能介绍

0 图谱构建

利用python读取数据并且构建图谱到neo4j中

1 系统主页,统计页面

2 知识图谱

支持可视化

支持模糊搜索,比如搜索法国作家 加缪

3 推荐算法

没有登录无法推荐

两种协同过滤推荐算法推荐
usercf + itemcf

点击可以进入图书详情页面(可以查看 名称、作者、系列、图片、装帧、用户给图书的评分)

支持使用评分控件进行评分

4 可视化分析

分为4个页面

图书出版地图分析

图书分析

图书评分分析

图书词云分析

5 登录与注册

支持登录与注册

算法介绍

知识图谱构建:通过读取图书数据,构建图书、作者、类别等实体,并建立它们之间的关系。例如,图书与作者之间的"AUTHORED_BY"关系,图书与类别之间的"BELONGS_TO"关系。

推荐算法:基于用户的历史阅读记录,通过遍历知识图谱,找到与用户兴趣相似的图书。具体可以通过计算图书间的相似性、路径发现等方法。

推荐结果输出:根据算法计算的推荐结果,输出用户可能感兴趣的图书列表。

流程图

核心代码

python 复制代码
from py2neo import Graph, Node, Relationship
import numpy as np
from collections import defaultdict

# 1. 知识图谱构建
def build_knowledge_graph():
    # 连接数据库
    graph = Graph("bolt://localhost:7687", auth=("neo4j", "password"))
    # 创建节点和关系
    books = {
        "Book1": {"author": "AuthorA", "category": "CategoryX"},
        "Book2": {"author": "AuthorB", "category": "CategoryY"},
        # ... 其他书籍数据
    }
    for title, info in books.items():
        book_node = Node("Book", name=title)
        graph.create(book_node)
        # 创建作者关系
        author_node = Node("Author", name=info["author"])
        graph.create(Relationship(book_node, "AUTHORED_BY", author_node))
        # 创建类别关系
        category_node = Node("Category", name=info["category"])
        graph.create(Relationship(book_node, "BELONGS_TO", category_node))
    return graph

# 2. 推荐算法
def get_recommendations(graph, user_history):
    # 基于知识图谱的推荐逻辑
    # 1. 提取用户历史偏好
    # 2. 找到相似的实体
    # 3. 生成推荐
    recommended_books = []
    # ... 具体推荐算法实现
    return recommended_books

# 3. 使用示例
if __name__ == "__main__":
    # 构建知识图谱
    kg_graph = build_knowledge_graph()
    # 假设用户历史记录
    user_history = ["Book1", "Book3"]
    # 获取推荐
    recommendations = get_recommendations(kg_graph, user_history)
    print("推荐的图书:", recommendations)
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