Apriori算法是一种寻找频繁项集的算法,常用于关联规则挖掘中。它的核心思想是利用频繁项集的性质,从而避免涉及子集(candidate generation)的计算,降低了算法的复杂度。
Apriori算法的具体代码实现步骤如下:
1.数据预处理:根据数据集合,通过将数据进行编码,然后生成一个由单个项构成的集合(也称作频繁1项集),用来表示原始数据集合;
2.搜索频繁项集:利用Apriori算法性质进行迭代搜索,寻找频繁项集;
3.生成关联规则:根据寻找到的频繁项集,生成基于置信度的强关联规则。
具体实现代码如下:
1. 数据预处理
首先,将原始数据进行编码,例如将“面包,牛奶,啤酒”编码为[1,2,3]。然后,在生成单个项构成的集合时,计算每个项出现的次数。如果一个项的出现次数超过预设阈值,则将其认为是频繁的。比如,假设设定支撑度阈值为3,那么出现次数大于3的项被认为是频繁的。
2. 搜索频繁项集
Apriori算法的核心是利用频繁项集的性质,避免涉及子集的计算,从而降低了算法的复杂度。算法从频繁1项集开始,计算出频繁2项集,再计算出频繁3项集,一直计算到无法继续生成频繁k项集为止。频繁k项集的生成基于频繁(k-1)项集。如果频繁(k-1)项集的某个子集都不频繁,则不需要计算(k-1)项集的子集,因为这些子集必然不是频繁项集。
算法的实现过程中,需要计算支持度,即计算每个项集在原始数据集中出现的次数,用于判断项集是否为频繁项集。如果一个项集的支持度超过预设的阈值,则认为其是频繁项集。
3. 生成关联规则
根据生成的频繁项集,可以生成关联规则。生成规则时,需要指定一个置信度阈值。如果规则的置信度超过预设的阈值,则认为该规则是强关联规则。生成规则的过程可以通过计算条件概率完成。具体实现时,从频繁项集中选取一个作为前项,然后将该项集的所有子集作为后项。计算每个规则的置信度,判断是否满足置信度阈值。如果满足,则该规则被认为是强关联规则。
总之,Apriori算法通过利用频繁项集的性质,避免涉及子集的计算,从而减少了算法的复杂度。其实现过程包括数据预处理、搜索频繁项集和生成关联规则等步骤。