计算机毕业设计:Python农产品智能推荐与可视化分析系统 Flask框架 矩阵分解 数据分析 可视化 协同过滤推荐算法 深度学习(建议收藏)✅

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1、项目介绍

技术栈

采用 Python 语言开发,基于 Flask 框架搭建后端服务,通过 requests 爬虫采集农产品数据,运用矩阵分解算法(带偏置的协同过滤推荐算法)结合随机梯度下降优化模型,前端使用 Echarts 实现数据可视化。

功能模块

· 农产品价格分析首页

· 农产品价格分析页

· 农产品品名分析页

· 农产品词云分析页

· 农产品数据中心页

· 农产品分类管理页

· 用户管理页

· 公告管理页

· 用户评分管理页

· 农产品推荐页

· 农产品系统登录页

· 分类管理页

项目介绍

本系统基于 Flask 框架构建农产品数据可视化分析与推荐平台,通过爬虫采集农产品价格、品类、产地等数据。系统提供价格分布柱状图、价格关系散点图、产地价格折线图、品名出现频次散点图、规格环形图、词云图等多维度可视化分析功能。数据中心支持农产品数据的增删改查与分类筛选。基于矩阵分解算法与随机梯度下降优化,系统根据用户评分数据生成个性化农产品推荐。后台还包含用户管理、公告管理、评分管理及分类管理模块。

2、项目界面

农产品价格分析首页

该页面是农产品数据可视化分析系统的首页,通过柱状图直观展示农产品价格分布,搭配数据信息统计表,清晰呈现各类农产品的价格详情与分布情况。

农产品价格分析页

该页面是农产品数据可视化分析系统的价格分析模块,通过柱状图、散点图和折线图,分别展示农产品价格区间数量分布、价格关系以及不同产地最低价格分布,直观呈现价格相关数据特征。

农产品品名分析页

该页面是农产品数据可视化分析系统的品名分析模块,通过散点图展示农产品出现次数、环形图呈现规格分布、柱状图列出最高价品名,直观呈现各类农产品的品名相关数据特征。

农产品词云分析页

该页面是农产品数据可视化分析系统的词云分析模块,通过词云图直观展示各类农产品品类关键词的出现频率,字体大小体现热度,帮助用户快速了解农产品的热门品类分布。

农产品数据中心页

该页面是农产品数据可视化分析系统的数据中心模块,通过数据信息统计表展示农产品的分类、价格、产地等信息,支持按分类搜索和添加农产品,可对数据进行查看、编辑和删除操作。

农产品分类管理页

该页面是农产品数据可视化分析系统的农产品分类模块,支持按一级和二级类目筛选,下方数据表展示对应农产品的分类、价格、产地等信息,可对数据进行查看、编辑和管理。

用户管理页

该页面是农产品数据可视化分析系统的用户管理模块,通过表格展示用户ID、用户名、密码和权限信息,支持用户名搜索,可对用户信息进行查看、分页管理与删除操作,方便管理员维护系统用户数据。

公告管理页

该页面是农产品数据可视化分析系统的公告管理模块,通过表格展示公告标题、内容和创建时间,支持按标题搜索和添加公告,可对公告信息进行查看、编辑和删除操作。

用户评分管理页

该页面是农产品数据可视化分析系统的用户评分管理模块,通过表格展示用户角色、用户名、评分、评论内容和关联农产品信息,支持对用户评分数据进行查看和删除操作,方便管理员管理用户反馈。

农产品推荐页

该页面是农产品数据可视化分析系统的农产品推荐模块,根据用户评分生成个性化推荐,以卡片形式展示推荐农产品的分类、价格等信息,帮助用户快速找到可能感兴趣的农产品。

农产品系统登录页

该页面是农产品数据可视化分析系统的登录界面,提供用户名和密码输入框,支持用户输入账号密码进行身份验证,登录后可进入系统查看和管理农产品数据。

分类管理页

该页面是农产品数据可视化分析系统的后台分类管理模块,通过表格展示农产品分类名称、等级和创建时间,支持按分类名称搜索、创建新分类和批量操作,可对农产品的分类体系进行维护与管理。

3、项目说明

一、技术栈简要说明

本系统采用 Python 语言开发,基于 Flask 框架搭建后端服务,通过 requests 爬虫采集农产品数据,运用矩阵分解算法(带偏置的协同过滤推荐算法)结合随机梯度下降优化模型,前端使用 Echarts 实现数据可视化。

二、功能模块详细介绍

· 农产品价格分析首页

该页面为系统首页,通过柱状图直观展示农产品价格分布,搭配数据信息统计表,清晰呈现各类农产品的价格详情与分布情况,帮助用户快速了解整体价格格局。

· 农产品价格分析页

该页面为价格分析模块,通过柱状图展示农产品价格区间数量分布,以散点图呈现价格关系,用折线图展示不同产地最低价格分布,直观呈现价格相关数据的多维特征。

· 农产品品名分析页

该页面为品名分析模块,通过散点图展示农产品出现次数,以环形图呈现规格分布,用柱状图列出最高价品名,直观呈现各类农产品的品名相关数据特征。

· 农产品词云分析页

该页面为词云分析模块,通过词云图直观展示各类农产品品类关键词的出现频率,字体大小体现热度,帮助用户快速了解农产品的热门品类分布。

· 农产品数据中心页

该页面为数据中心模块,通过数据信息统计表展示农产品的分类、价格、产地等信息,支持按分类搜索和添加农产品,可对数据进行查看、编辑和删除操作。

· 农产品分类管理页

该页面为农产品分类模块,支持按一级和二级类目筛选,下方数据表展示对应农产品的分类、价格、产地等信息,可对数据进行查看、编辑和管理。

· 用户管理页

该页面为用户管理模块,通过表格展示用户ID、用户名、密码和权限信息,支持用户名搜索,可对用户信息进行查看、分页管理与删除操作,方便管理员维护系统用户数据。

· 公告管理页

该页面为公告管理模块,通过表格展示公告标题、内容和创建时间,支持按标题搜索和添加公告,可对公告信息进行查看、编辑和删除操作。

· 用户评分管理页

该页面为用户评分管理模块,通过表格展示用户角色、用户名、评分、评论内容和关联农产品信息,支持对用户评分数据进行查看和删除操作,方便管理员管理用户反馈。

· 农产品推荐页

该页面为农产品推荐模块,基于矩阵分解算法与随机梯度下降优化模型,根据用户评分数据生成个性化推荐,以卡片形式展示推荐农产品的分类、价格等信息,帮助用户快速找到可能感兴趣的农产品。

· 农产品系统登录页

该页面为登录界面,提供用户名和密码输入框,支持用户输入账号密码进行身份验证,登录后可进入系统查看和管理农产品数据。

· 分类管理页

该页面为后台分类管理模块,通过表格展示农产品分类名称、等级和创建时间,支持按分类名称搜索、创建新分类和批量操作,可对农产品的分类体系进行维护与管理。

三、项目总结

本系统基于 Flask 框架构建农产品数据可视化分析与推荐平台,通过爬虫采集农产品价格、品类、产地等数据。系统提供价格分布柱状图、价格关系散点图、产地价格折线图、品名出现频次散点图、规格环形图、词云图等多维度可视化分析功能,帮助用户全面了解农产品市场特征。数据中心支持农产品数据的增删改查与分类筛选,后台包含用户管理、公告管理、评分管理及分类管理模块。基于矩阵分解算法与随机梯度下降优化,系统根据用户评分数据生成个性化农产品推荐,提升用户购物体验,为农产品销售与市场分析提供智能化支持。

4、核心代码

python 复制代码
# 导入必要库
import pandas  # 数据处理
import os  # 操作系统接口
from math import sqrt  # 数学计算
from utils.query import querys  # 自定义数据库查询工具
import numpy as np  # 数值计算
from tqdm import tqdm  # 进度条显示


# 数据加载函数
def loadData(dataset_path, split="::"):
    """
    加载交互数据并预处理
    Args:
        dataset_path: 数据集路径
        split: 数据分隔符,默认"::"
    Returns:
        sorted_list: 排序后的交互元组列表(user_id, item_id, rating, timestamp)
    """
    data_item_list = []
    # 逐行读取文件并解析
    for data_item in open(dataset_path):
        # 分割数据并取前4列,转换为整数类型
        temp_tuple = list(data_item.strip().split(split)[:4])
        temp_tuple[0] = int(temp_tuple[0])  # 用户ID
        temp_tuple[1] = int(temp_tuple[1])  # 物品ID
        temp_tuple[2] = int(temp_tuple[2])  # 评分
        temp_tuple[3] = int(temp_tuple[3])  # 时间戳
        data_item_list.append(tuple(temp_tuple))

    # 二级排序:先按用户ID排序,再按时间戳排序
    data_item_list = sorted(data_item_list, key=lambda tup: tup[3])  # 时间排序
    data_item_list = sorted(data_item_list, key=lambda tup: tup[0])  # 用户ID排序
    return data_item_list


# 构建用户-物品交互矩阵
def getUIMat(data):
    """
    构建用户-物品评分矩阵
    Args:
        data: 交互数据列表
    Returns:
        UI_matrix: 二维numpy矩阵,行=用户,列=物品
    """
    user_list = [i[0] for i in data]  # 所有用户ID
    item_list = [i[1] for i in data]  # 所有物品ID
    # 创建全零矩阵(考虑最大ID索引)
    UI_matrix = np.zeros((max(user_list) + 1, max(item_list) + 1))

    # 填充评分数据
    for each_interaction in tqdm(data, total=len(data)):
        user_id, item_id, rating = each_interaction[0], each_interaction[1], each_interaction[2]
        UI_matrix[user_id][item_id] = rating  # 矩阵对应位置赋值

    return UI_matrix


# 矩阵分解模型
class MF():
    """
    矩阵分解推荐模型
    Attributes:
        R: 用户-物品评分矩阵
        K: 隐向量维度
        alpha: 学习率
        beta: 正则化系数
        iterations: 迭代次数
    """

    def __init__(self, R, K, alpha, beta, iterations):
        self.R = R
        self.num_users, self.num_items = R.shape
        self.K = K  # 隐向量维度
        self.alpha = alpha  # 学习率
        self.beta = beta  # 正则化系数
        self.iterations = iterations  # 迭代次数

    def train(self):
        """
        模型训练主函数
        Returns:
            training_process: 迭代过程中的损失值记录
        """
        # 初始化参数(符合正态分布)
        self.P = np.random.normal(scale=1. / self.K, size=(self.num_users, self.K))  # 用户隐向量
        self.Q = np.random.normal(scale=1. / self.K, size=(self.num_items, self.K))  # 物品隐向量
        self.b_u = np.zeros(self.num_users)  # 用户偏置
        self.b_i = np.zeros(self.num_items)  # 物品偏置
        self.b = np.mean(self.R[np.where(self.R != 0)])  # 全局平均分

        # 构建训练样本(仅包含有评分的交互)
        self.samples = [
            (i, j, self.R[i, j])
            for i in range(self.num_users)
            for j in range(self.num_items)
            if self.R[i, j] > 0
        ]

        training_process = []
        for i in tqdm(range(self.iterations), total=self.iterations):
            np.random.shuffle(self.samples)  # 随机打乱样本
            self.sgd()  # 执行梯度下降
            mse = self.mse()  # 计算当前损失
            training_process.append((i, mse))  # 记录训练过程

            # 每 10% 的进度打印一次当前迭代次数与均方误差
            if (i == 0) or ((i + 1) % (self.iterations / 10) == 0):
                # 打印:当前是第几次迭代,以及对应的均方误差(保留 4 位小数)
                print("迭代次数: %d ; 均方误差 = %.4f" % (i + 1, mse))


        return training_process

5、源码获取方式

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