1、訓練集和測試集
一般來說，訓練集用來估計模型中的參數，使模型能夠反映現實，進而預測未來或其他未知的信息，而測試集用來評估模型的預測性能。
例如：已知1000個小朋友的體重和身高數據，想建立體重與身高的線性迴歸模型。我們可以用900個小朋友的身高和體重數據（訓練集）來擬合模型中的參數，進而預測另外100個小朋友的體重（已知身高數據），預測值和實際值的差別就可以用來衡量模型的預測性能（測試集是100個小朋友的體重和身高）；或者使用1995-2018年的GDP數據建立線性迴歸模型來預測2019年的GDP數據；
這裏可能會有個疑問：
爲什麼不用1000個小朋友的數據拿來做擬合？
將1000個小朋友的數據輸入到模型擬合過程中，這在技術上是可以實現的，也可以計算出來每個小朋友的實際值和預測值，進而計算出誤差。但是，這可能存在過擬合問題，即模型預測性能在其他數據集中表現會有明顯降低。也就是說，用一個數據集既做訓練又做測試，性能評估指標是不準確的，相當於你考試時做的都是平常做過的課後題，無法檢測出實際水準。
爲了更好地評價我們的模型，除非我們在1000個小朋友之外，再去找一些小朋友作爲測試集。此時希望不會有人提出爲什麼不把新找的數據加入到訓練集。同理，如果我們想測試基於1995-2018年GDP數據而建立的預測模型準確度，需要2019年的GDP數據（這可能就要等一年纔行了）。
數據當然沒那麼容易獲取，所以我們只能把現有的數據集人工分爲訓練集和測試集。此時，比如只能獲得1995-2017年的數據，然後用2018年的GDP數據來檢驗模型預測的準確性。
2、推薦系統與機器學習
機器學習模型中的訓練集和測試集的劃分是很好理解的，而推薦系統中有一些，特別是協同過濾算法，訓練集和測試集的劃分有所不同。
2.1 機器學習
假如我們要給銀行開發一個信用違約風險預測模型，通過每個客戶的個人信息、消費行爲、資產狀況、借貸數額等狀況來預測該客戶是否會按時還貸。
這是一個經典的分類問題，我們可以使用機器學習模型來處理，像決策樹、邏輯迴歸、神經網絡等，用80%的用戶作爲訓練集來擬合這些模型中的參數，然後把訓練好的模型放到剩餘那20%的用戶中做測試，從而得到模型的性能指標。
這時，訓練集和測試集的劃分方法是基於用戶的，訓練集的作用是擬合模型中的參數。
2.2 推薦系統
推薦系統中也有一些基於機器學習的推薦模型，這些和2.1是相同的，在這裏不提。
我們着重提的是基於用戶的協同過濾推薦算法，它與機器學習模型直觀上有兩點不同。
- 協同過濾推薦算法中沒有像線性迴歸模型中那樣待估計的參數α、β等。（無監督）
- 協同過濾推薦算法不能基於用戶劃分訓練集和測試集。因爲協同過濾推薦模型要輸入的必須是個矩陣（需要近鄰用戶的購買行爲信息），而不是某用戶的一行數據（而決策樹、邏輯迴歸模型是可以的）。
我最初的想法也是覺得協同過濾推薦算法的訓練集根本沒有什麼用，沒有什麼能貢獻給測試集。後來才發現個推薦算法的不同之處。
訓練集和測試集的劃分方法
協同過濾推薦算法的訓練集劃分不是基於用戶的，而是基於值的，即【用戶，項目，評分】三元組。如果訓練集爲80%，測試集爲20%，我們就可以將用戶-項目評分中的80%抽取出來作爲訓練集，沒抽取的那20%當做測試集（這些項目的值在訓練集中表示爲不存在）。
假如，某用戶-項目評分矩陣中有100個項目，其中用戶張三購買並評價了20個項目，也就是有80個項目未購買。這時，我們將20個項目中抽取80%，也就是16個項目作爲訓練集，另外4個項目作爲測試集。即假設張三隻購買並評價了100個項目中的16個項目，實際上已經購買的那4個項目就當做未購買。
訓練集在推薦算法中的作用
協同過濾推薦算法中的第一步就是尋找近鄰用戶，近鄰用戶的質量和數量都會影響最終的模型性能。而訓練集要訓練的，其實就是目標用戶的近鄰用戶，也可以說是用戶相似矩陣。
舉個例子就是，我們以用戶張三的16個項目得出的近鄰用戶，和使用20個項目得出的近鄰用戶是不同的，而後者往往更加準確。拓展到所有用戶，使用80%數據得到的用戶相似矩陣，當然不如使用100%數據得到的用戶相似矩陣。但是正如第一節所說的，爲了保證測試的準確性，我們必須分出來一些數據作爲測試集。