数据挖掘实验:关联规则分析之Apriori算法的实现
迪丽瓦拉
2025-05-28 05:22:31
0

一、实验原理
Apriori算法是第一个关联规则挖掘算法,也是最经典的算法。它利用逐层搜索的迭代方法找出数据库中项集的关系,以形成规则,其过程由连接(类矩阵运算)与剪枝(去掉那些没必要的中间结果)组成。该算法中项集的概念即为项的集合。包含K个项的集合为k项集。项集出现的频率是包含项集的事务数,称为项集的频率。如果某项集满足最小支持度,则称它为频繁项集。

二、实验内容
在这里插入图片描述

三、实验过程
python实现Apriori算法

from __future__ import print_function
import pandas as pd#自定义连接函数,用于实现L_{k-1}到C_k的连接
def connect_string(x, ms):x = list(map(lambda i:sorted(i.split(ms)), x))l = len(x[0])r = []for i in range(len(x)):for j in range(i,len(x)):if x[i][:l-1] == x[j][:l-1] and x[i][l-1] != x[j][l-1]:r.append(x[i][:l-1]+sorted([x[j][l-1],x[i][l-1]]))return r#寻找关联规则的函数
def find_rule(d, support, confidence, ms = u'--'):result = pd.DataFrame(index=['support', 'confidence']) #定义输出结果support_series = 1.0*d.sum()/len(d) #支持度序列column = list(support_series[support_series > support].index) #初步根据支持度筛选k = 0while len(column) > 1:k = k+1print(u'\n正在进行第%s次搜索...' %k)column = connect_string(column, ms)print(u'数目:%s...' %len(column))sf = lambda i: d[i].prod(axis=1, numeric_only = True) #新一批支持度的计算函数#创建连接数据,这一步耗时、耗内存最严重。当数据集较大时,可以考虑并行运算优化。d_2 = pd.DataFrame(list(map(sf,column)), index = [ms.join(i) for i in column]).Tsupport_series_2 = 1.0*d_2[[ms.join(i) for i in column]].sum()/len(d) #计算连接后的支持度column = list(support_series_2[support_series_2 > support].index) #新一轮支持度筛选support_series = support_series.append(support_series_2)column2 = []for i in column: #遍历可能的推理,如{A,B,C}究竟是A+B-->C还是B+C-->A还是C+A-->B?i = i.split(ms)for j in range(len(i)):column2.append(i[:j]+i[j+1:]+i[j:j+1])cofidence_series = pd.Series(index=[ms.join(i) for i in column2]) #定义置信度序列for i in column2: #计算置信度序列cofidence_series[ms.join(i)] = support_series[ms.join(sorted(i))]/support_series[ms.join(i[:len(i)-1])]for i in cofidence_series[cofidence_series > confidence].index: #置信度筛选result[i] = 0.0result[i]['confidence'] = cofidence_series[i]result[i]['support'] = support_series[ms.join(sorted(i.split(ms)))]result = result.T.sort_values(['confidence','support'], ascending = False) #结果整理,输出print(u'\n结果为:')print(result)return result

Apriori算法调用,进行关联性分析

from __future__ import print_function
import pandas as pd
from apriori import * #导入自行编写的apriori函数inputfile = '../data/menu_orders.xls'
outputfile = '../tmp/apriori_rules.xls' #结果文件
data = pd.read_excel(inputfile, header = None)print(u'\n转换原始数据至0-1矩阵...')
ct = lambda x : pd.Series(1, index = x[pd.notnull(x)]) #转换0-1矩阵的过渡函数
b = map(ct, data.as_matrix()) #用map方式执行
data = pd.DataFrame(list(b)).fillna(0) #实现矩阵转换,空值用0填充
print(u'\n转换完毕。')
del b #删除中间变量b,节省内存support = 0.2 #最小支持度
confidence = 0.5 #最小置信度
ms = '---' #连接符,默认'--',用来区分不同元素,如A--B。需要保证原始表格中不含有该字符find_rule(data, support, confidence, ms).to_excel(outputfile) #保存结果

四、实验结果
结果如下
support confidence
e—a 0.3 1.000000
e—c 0.3 1.000000
c—e—a 0.3 1.000000
a—e—c 0.3 1.000000
c—a 0.5 0.714286
a—c 0.5 0.714286
a—b 0.5 0.714286
c—b 0.5 0.714286
b—a 0.5 0.625000
b—c 0.5 0.625000
a—c—e 0.3 0.600000
b—c—a 0.3 0.600000
a—c—b 0.3 0.600000
a—b—c 0.3 0.600000

相关内容

热门资讯

linux入门---制作进度条 了解缓冲区 我们首先来看看下面的操作: 我们首先创建了一个文件并在这个文件里面添加了...
C++ 机房预约系统(六):学... 8、 学生模块 8.1 学生子菜单、登录和注销 实现步骤: 在Student.cpp的...
A.机器学习入门算法(三):基... 机器学习算法(三):K近邻(k-nearest neigh...
数字温湿度传感器DHT11模块... 模块实例https://blog.csdn.net/qq_38393591/article/deta...
有限元三角形单元的等效节点力 文章目录前言一、重新复习一下有限元三角形单元的理论1、三角形单元的形函数(Nÿ...
Redis 所有支持的数据结构... Redis 是一种开源的基于键值对存储的 NoSQL 数据库,支持多种数据结构。以下是...
win下pytorch安装—c... 安装目录一、cuda安装1.1、cuda版本选择1.2、下载安装二、cudnn安装三、pytorch...
MySQL基础-多表查询 文章目录MySQL基础-多表查询一、案例及引入1、基础概念2、笛卡尔积的理解二、多表查询的分类1、等...
keil调试专题篇 调试的前提是需要连接调试器比如STLINK。 然后点击菜单或者快捷图标均可进入调试模式。 如果前面...
MATLAB | 全网最详细网... 一篇超超超长,超超超全面网络图绘制教程,本篇基本能讲清楚所有绘制要点&#...