PHP Cosine Similarity untuk Sistem Rekomendasi

README.md

PHP Cosine Similarity untuk Sistem Rekomendasi

Catatan class PHP sederhana untuk menghitung cosine similarity yang diperuntukan untuk sistem rekomendasi guna mencari tahu seberapa besar kemiripan user A, dan user B berdasarkan rating pada produk yang mereka berikan.

Implementasi class disini dibuat berdasarkan video youtube: https://www.youtube.com/watch?v=BDJmJnrlaO8

Pada video youtube tersebut, data yang digunakan adalah seperti dibawah ini:

	M1	M2	M3	M4	M5	M6
User A	3		5
User B	2	3		3	4
User C	5	4	4		5
User D	5	5	2		5	4

Jika diterapkan kedalam array $ratings, maka akan jadi seperti ini:

$ratings = [
    'User A' => [3, null, 5, null, null, null],
    'User B' => [2, 3, null, 3, 4, null],
    'User C' => [5, 4, 4, null, 5, null],
    'User D' => [5, 5, 2, null, 5, 4],
];

null berarti user belum melakukan rating terhadap film tersebut

Dengan data $ratings diatas, jika kita ingin mencari tahu berapa besar tingkat kesamaan User A dan User B, serta User A dan User C. Kita dapat menggunakan kode seperti dibawah ini:

$sim_ab = CosineSimilarity::calc($ratings['User A'], $ratings['User B']); // 0.1669244652224
$sim_ac = CosineSimilarity::calc($ratings['User A'], $ratings['User C']); // 0.66285976669375

CosineSimilarity.php

<?php

class CosineSimilarity
{

    protected $data_a;
    protected $data_b;

    public function __construct(array $data_a, array $data_b)
    {
        $this->data_a = $data_a;
        $this->data_b = $data_b;
    }

    /**
     * Mengambil nilai similaritas (kesamaan)
     * Rentang hasil: 0 - 1
     * Rumus: sum(ai * bi) / (root(sum(ai^2)) * root(sum(bi^2)))
     *
     * @return float
     */
    public function calculate(): float
    {
        $top = $this->getTop();
        $div = $this->getDivider();

        return $top / $div;
    }

    /**
     * Kalkulasi nilai atas (angka yang mau dibagi)
     * Rumus: sum(ai * bi)
     *
     * @return float
     */
    private function getTop(): float
    {
        $data_a = $this->data_a;
        $data_b = $this->data_b;

        $sum = 0;
        foreach ($data_a as $i => $a) {
            $b = isset($data_b[$i]) ? $data_b[$i] : null;

            // Jika salah satu dari a atau b nilainya null ...
            if (is_null($a) || is_null($b)) {
                continue; // ... skip
            }

            $sum += $a * $b;
        }

        return $sum;
    }

    /**
     * Kalkulasi nilai pembagi
     * Rumus: root(sum(ai^2)) * root(sum(bi^2))
     *
     * @return float
     */
    private function getDivider(): float
    {
        $data_a = $this->data_a;
        $data_b = $this->data_b;

        $root_sum_square_a = $this->rootSumSquares($data_a);
        $root_sum_square_b = $this->rootSumSquares($data_b);

        return $root_sum_square_a * $root_sum_square_b;
    }

    private function rootSumSquares(array $data): float
    {
        // Kalkulasi nilai kuadrat masing-masing item dari data
        // [1, null, 2] -> [1, 0, 4] (null diubah jadi 0)
        $squares = array_map(function($x) {
            return is_null($x) ? 0 : $x * $x;
        }, $data);

        // Summary hasil kuadrat
        // [1, 0, 4] -> 5
        $sum_squares = array_sum($squares);

        // Kembalikan akar dari summary
        return sqrt($sum_squares);
    }

    /**
     * Static function untuk menyederhanakan
     * pemanggilan fungsi calculate tanpa harus
     * inisiasi class terlebih dehulu
     *
     * @return float
     */
    public static function calc(array $data_a, array $data_b): float
    {
        return (new static($data_a, $data_b))->calculate();
    }

}

untuk mendapatkan nilai nya untuk penjumlahan bagaimana kak ?