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apriori算法及其改進算法-閱讀頁

2024-09-10 16:38本頁面
  

【正文】 D Items T1 I1,I3,I4 T2 I2,I3,I5 T3 I1,I2,I3,I5 T4 I2,I5 在 Apriori 算法中每一步創(chuàng)建該步的侯選集 .統(tǒng)計每個侯選項目集的支持度 ,并和預定義的最小支持度比較 ,來確定該步的最大項目集 . 首先統(tǒng)計出一維項目集 ,即 : minsupport=2,侯選項目集中滿足最小支持度要求的項目集組合成最大的 的 2itemsets,使用了 sc_candidate函數(shù)中 join步 ,即 : L1joinL1,并通過 prune步刪除那些 C2的那些 子集 不在 L1中的項目集 .生成了侯選項目集 D中 4個事務 ,統(tǒng)計 C2中每個侯選項目集的支持度 .然后和最小支持度比較 ,生成 選項目集 C3是由 L2 生成 .要求自連接的兩個最大 2itemsets 中 ,第一個項目相同 ,在 L2 中滿足該條件的有 {I2,I3},{I2,I5}.這兩個集合經(jīng)過 join 步后 , 產(chǎn)生集合 {I2, I3, I5}.在 prune 步中 ,測試 {I2, I3, I5}的子集 {I3, I5},{I2, I3},{I2,I5}是 否在 L2 中 ,由 L2 可以知道 {I3,I5},{I2,I3},{I2,I5}本身就是最大 {I2,I3,I5}的子集都是最大項目集 .那么 {I2,I3,I5}為侯選 ,生成最大的 3tiemsets L3. 此時 , 從 L3 中不能再生成侯選 4itemset .Apriori 算法結(jié)束 . 算法的圖例說明 陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 13 從以上的算法執(zhí)行過程可以看到 Apriori 算法的缺點 : 第一 :在每一步產(chǎn)生侯選項目集時循環(huán)產(chǎn)生的組合過多,沒有排除不應該參與組合的元素 。而這種代價是隨著數(shù)據(jù)庫的記錄的增加呈現(xiàn)出幾何級數(shù)的增加。 5 一種 Apriori的改進算法 算法產(chǎn)生的思路 在 Apriori 算法中,尋找最大項目集的基本思路是 :第一步簡單統(tǒng)計所有含一個元素的項目出現(xiàn)的頻率,并找出那些大于或等于最小支持度的項目集,產(chǎn)生一維頻繁項目集 Lt。循環(huán)過程是 :在第 k 步中,根據(jù) k1 步生成的 k1 維頻繁項目集來產(chǎn)生 k維候選項目集,由于在產(chǎn)生 k1維 頻繁項目集時,我們可以實現(xiàn)對該集中出現(xiàn)元素的個數(shù)進行計數(shù)處理,因此對某元素而言,若它的計數(shù)個數(shù)不到 k1的話,可以事先刪除該元素,從而排除由該元素將引起的大規(guī)格所有組合。然后再按 Apriori算法再檢驗新的 K 維頻繁項目集的所有 k1 維項目集是否已 經(jīng)包含在已經(jīng)求出的 K1維頻繁項目集。得到了這個候選項目集后,可以對數(shù)據(jù)庫 D 的每一個事務 tid進行掃描,若該事務中至少含有候選項目集 CK 中的一員,則保留該項事務,否則把該事物記錄與數(shù)據(jù)庫末端沒有作刪除標記的事務記錄對換,并對移到數(shù)據(jù)庫末端的事務記錄作刪除標一記,整個數(shù)據(jù)庫掃描完畢后為新 的事務數(shù)據(jù)庫 D’ 中。由于顧客一般可能一次只購 買幾件商品,因此這種虛擬刪除的方法可以實現(xiàn)大量的交易記錄在以后的挖掘中被踢除出來,陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 15 在所剩余的不多的記錄中再作更高維的數(shù)據(jù)挖掘是可以大大地節(jié)約時間的。然后同樣通過多次循環(huán)掃描數(shù)據(jù)庫 D,分別得到頻繁項集 L2,L3, . . . ,Lk。第一,改進的算法在陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 16 考慮組合 Ck 前,對將參與組合的元素進行計數(shù)處理,根據(jù)計數(shù)結(jié)果決定排除一些不符合組合條件的元素,這就降低了組合的可能性,即降低循環(huán)判斷的次數(shù)。第二,改進的算法對數(shù)據(jù)庫進行了掃描后的重新生成 (‘刪除’一些不能支持頻繁集的記錄,這里所謂的刪除實際上是把不符合再次掃描比較條件的記錄通過交換記錄內(nèi)容的方式移到數(shù)據(jù)庫的末端,把末端新記錄填入該記錄的位置。 ),雖然會在記錄重寫中浪費時間和 I/O的開銷,但是隨著循環(huán)次數(shù)的增加,本算法對以后在‘新生成的數(shù)據(jù)庫’中的掃描比較次數(shù)很快減少將逐漸體現(xiàn)出來。從算法效率的角度來看,本算法的挖掘效率也是較高的。 陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 17 參考文獻 [1](加) Jiawei Han,Micheline Kamber 著 .范明等譯 .數(shù)據(jù)挖掘 : 概念與技術 .北京:機械工業(yè)出版社, [2] 陳京民 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術 [3] 顏雪松、蔡之華 一種基于 Apriori 的高效關聯(lián)規(guī)則挖掘算法的研究 計算機工程與應用 10028331 一 (2020) 10020903 209211 [4] 李緒成,王保保挖掘關聯(lián)規(guī)則中 Apriori 算法的一種改進 計算機工程 第 28卷 104105 [5] 毛 秉毅一種新的關聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)算法及應用研究 計算機應用與工程 [6] Peter Cabena, Discovering Data Mining From Concept to Implementation,IBM, 1997 陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 18 附錄 1 程序運行圖示 圖 1輸入數(shù)據(jù) 圖 2 設置參數(shù) 陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 19 圖 3 程序運行結(jié)果 陜西理工學院數(shù)學與計算機科學系開放性實驗結(jié)題報告 20 附錄 2 程序代碼 // : Defines the class behaviors for the application. include include include include include include ifdef _DEBUG define new DEBUG_NEW undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__。 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAprioriApp initialization BOOL CAprioriApp::InitInstance() { AfxEnableControlContainer()。 // Call this when using MFC in a shared DLL else Enable3dControlsStatic()。 LoadStdProfileSettings()。s document templates. Document templates // serve as the connection between documents, frame windows and views. CSingleDocTemplate* pDocTemplate。 AddDocTemplate(pDocTemplate)。 ParseCommandLine(cmdInfo)。 // The one and only window has been initialized, so show and update it. m_pMainWndShowWindow(SW_SHOW)。 return TRUE。 // Dialog Data //{{AFX_DATA(CAboutDlg) enum { IDD = IDD_ABOUTBOX }。 // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL // Implementation protected: //{{AFX_MSG(CAboutDlg) // No message handlers //}}AFX_MSG DECLARE_MESSAGE_MAP() }。 //{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_MAP } BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg) // No message handlers //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP() // App mand to run the dialog void CAprioriApp::OnAppAbout() { CAboutDlg aboutDlg。 } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAprioriApp message handlers
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