【数据挖掘】5 数据挖掘关联规则
数据挖掘方法——关联规则(自己整理)
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四、关联规则的分类
按照不同情况，关联规则可以进行分类如下： 1.基于规则中处理的变量的类别，关联规则可以分为布尔型和数值型。 布尔型关联规则处理的值都是离散的、种类化的，它显示了这些变量之间的关系；而数值 型关联规则可以和多维关联或多层关联规则结合起来，对数值型字段进行处理，将其进行动 态的分割，或者直接对原始的数据进行处理，当然数值型关联规则中也可以包含种类变量。 例如：性别=“女”=>职业=“秘书” ，是布尔型关联规则；性别=“女”=>avg（收入）= 2300，涉及的收入是数值类型，所以是一个数值型关联规则。 2.基于规则中数据的抽象层次，可以分为单层关联规则和多层关联规则。 在单层的关联规则中，所有的变量都没有考虑到现实的数据是具有多个不同的层次的；而 在多层的关联规则中，对数据的多层性已经进行了充分的考虑。例如：IBM台式机=>Sony打 印机，是一个细节数据上的单层关联规则；台式机=>Sony打印机，是一个较高层次和细节层 次之间的多层关联规则。 3.基于规则中涉及到的数据的维数，关联规则可以分为单维关联规则和多维关联规则。 在单维的关联规则中，我们只涉及到数据的一个维，如用户购买的物品；而在多维的关联 规则中，要处理的数据将会涉及多个维。换成另一句话，单维关联规则是处理单个属性中的 一些关系；多维关联规则是处理各个属性之间的某些关系。例如：啤酒=>尿布，这条规则 只涉及到用户的购买的物品；性别=“女”=>职业=“秘书”，这条规则就涉及到两个字段 的信息，是两个维上的一条关联规则。
小结：Apriori算法可以分为频繁项集的生成和关联规则的生成两 大步骤；FP-Growth算法可以分成FP-Tree的生成，频繁项集的生成和 关联规则的生成3大步骤。
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数据挖掘中的关联规则挖掘分析
数据挖掘中的关联规则挖掘分析数据挖掘是指从大量数据中自动地发掘出有价值的信息和知识的过程。
而关联规则挖掘分析则是数据挖掘的一个重要技术，它旨在找出数据集中多个元素之间的关系规律，通常通过寻找事务之间普遍存在的共现性来实现。
举个例子，关联规则挖掘可以用于超市购物行为的分析，寻找顾客购物时的购买模式，比如经常购买牛奶的顾客也可能购买面包。
关联规则通常包含两个部分：前件（antecedent）和后件（consequent），其中前件是关联规则中的条件，后件则是关联规则中的结论。
关联规则的形式通常为：{A, B} → C，其中 {A, B} 是前件，C 是后件，→ 表示“推导”或“条件成立时”的意思。
在实际应用中，关联规则挖掘可以帮助分析人员了解所研究数据集中的多种关系，从而为他们的后续工作提供一些有价值的洞见。
例如，它可以帮助超市指导员制定更有效的促销策略，或者帮助医生预测疾病的发生率等等。
现在，我们来简单介绍一下关联规则挖掘分析的算法和流程。
算法流程:1. 收集数据在进行关联规则挖掘分析之前，我们首先需要收集相关数据。
在数据挖掘领域，不同类型的数据集有着不同的采集方式，它们可以是来自各行业的交易、企业业务数据或社交媒体数据等。
2. 数据预处理在收集到数据后，我们需要对其进行预处理，以确保数据清洁、规范和可用。
这一阶段包括数据清理、数据集成、数据转换和数据规约等等。
3. 挖掘频繁项集在数据预处理后，我们需要进行数据挖掘的核心任务——挖掘频繁项集。
其实，支持度（support）是频繁项集挖掘中最重要的一项指标，用于测量数据集中交易或项集之间的关系强度。
如果一个项目集的支持度高于预设的最小支持度，那么该项目集就是频繁的。
4. 构建关联规则挖掘出频繁项集后，我们可以利用它们来构建关联规则。
在这一阶段，我们需要通过计算关联规则的置信度来确定我们挖掘到的关规则是否是强规则。
置信度表示在前件条件下后件条件成立的概率。
数据挖掘(第2版)-课件 第5章关联规则
• 关联分析用以发现事物间存在的关联性，除了购物篮分析外，有广泛应用， 如：辅助决策——挖掘商场销售数据、发现商品间的联系；医疗诊断—— 用于发现某些症状与某种疾病之间的关联；网页挖掘——用于发现文档集 合中某些词之间的关联，发现主题词演化模式、学科发展趋势；电子商 务——进行产品的关联推荐等。
频繁项集
支持度不小于最小支持度阈值的项集
强关联规则
根据用户预先定义的支持度和置信度阈值，支持度不小于最小支持度阈值 并且置信度不小于最小置信度阈值的规则
5.2.1 基本概念(4)
关联分析挖掘的关联规则分类 根据处理值分类
布尔关联规则 量化关联规则
根据涉及维度分类
单维关联规则 多维关联规则
支持度 (support)
事务数据库D中包含项A和B的事务占所有 事务的百分比
可表示为：support(A,B ) P(A B ) (A B )/ N
5.2.1 基本概念(3)
置信度
事务数据库D中同时包含项A和B的事务占包含项A的事务的百分比
条件概率表示为： confindence(A,B ) P(B | A) (A B )/ (A)
根据数据抽象层次分类
单层关联规则 多层关联规则
【例5-1】 设有事务集合如表5-1，计算规则{bread,milk tea} 的支持度、置信度。
交易号TID
顾客购买的商品
ห้องสมุดไป่ตู้
交易号TID
T1
bread, cream, milk, tea
T6
T2
bread, cream, milk
T7
数据挖掘方法——关联规则(自己整理)
小结：Apriori算法可以分为频繁项集的生成和关联规则的生成两 大步骤；FP-Growth算法可以分成FP-Tree的生成，频繁项集的生成和 关联规则的生成3大步骤。
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五、关联规则挖掘的相关算法
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五、关联规则挖掘的相关算法
1.Apriori算法：使用候选项集找频繁项集 Apriori算法是一种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法。其核心是 基于两阶段频集思想的递推算法。该关联规则在分类上属于单维、单层、布尔关 联规则。在这里，所有支持度大于最小支持度的项集称为频繁项集，简称频集。 该算法的基本思想是：首先找出所有的频集，这些项集出现的频繁性至少和 预定义的最小支持度一样。然后由频集产生强关联规则，这些规则必须满足最小 支持度和最小可信度。然后使用第1步找到的频集产生期望的规则，产生只包含集 合的项的所有规则，其中每一条规则的右部只有一项，这里采用的是中规则的定 义。一旦这些规则被生成，那么只有那些大于用户给定的最小可信度的规则才被 留下来。为了生成所有频集，使用了递推的方法。 Apriori算法可以产生相对较小的候选项目集，扫描数据库的次数由最大频繁 项目集的项目数决定。因此，该算法适合于最大频繁项目集相对较小的数据集中 的关联规则挖掘问题。 Apriori算法的两大缺点:1.可能产生大量的候选集；2.可能需要重复扫描数据库。
关联分析的目的：找出数据库中隐藏的关联网。一般用Support(支 持度)和Confidence(可信度)两个阀值来度量关联规则的相关性，引入 lift(提高度或兴趣度）、相关性等参数，使得所挖掘的规则更符合需求。
挖掘关联规则(算法)
What is the set of all patterns?
!!
7
关联规则基本模型
关联规则就是支持度和信任度分别满足用户 给定阈值的规则。
发现关联规则需要经历如下两个步骤： 找出所有频繁项集。 由频繁项集生成满足最小信任度阈值的规 则。
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Apriori算法的步骤
第5章：挖掘关联规则
关联规则挖掘 事务数据库中(单维布尔)关联规则挖掘的可伸缩算法 挖掘各种关联/相关规则 基于限制的关联挖掘 顺序模式挖掘 小结
1
关联规则
关联规则反映一个事物与其他事物之间的相 互依存性和关联性。如果两个或者多个事物 之间存在一定的关联关系，那么，其中一个 事物就能够通过其他事物预测到。
3
30 A, B, C, E
{D} 1
40
B, E
{E} 3
L1
Itemset sup {A} 2 {B} 3 {C} 3 {E} 3
L2 Itemset sup {A, C} 2 {B, C} 2 {B, E} 3 {C, E} 2
C2 Itemset sup
C2
{A, B} 1 第2次扫描
{A, C} 2
频繁模式: 数据库中频繁出现的项集
目的: 发现数据中的规律
超市数据中的什么产品会一起购买？— 啤酒和尿布 在买了一台PC之后下一步会购买? 哪种DNA对这种药物敏感? 我们如何自动对Web文档进行分类?
3
频繁模式挖掘的重要性
许多重要数据挖掘任务的基础 关联、相关性、因果性 序列模式、空间模式、时间模式、多维 关联分类、聚类分析
20
提高Apriori算法的方法
Hash-based itemset counting（散列项集计数） Transaction reduction（事务压缩） Partitioning（划分） Sampling（采样）
数据挖掘中的关联规则算法
数据挖掘中的关联规则算法数据挖掘是伴随着信息技术的不断发展而产生的一种新的工具和方法。
它可以从大量的数据中挖掘出有用的信息，并为实际决策提供帮助。
关联规则算法是其中的一种重要方法，它可以找到项集之间的关系，并预测未来的行为或者趋势。
接下来，我们将对关联规则算法进行详细的介绍。
一、关联规则算法的定义关联规则算法是在数据挖掘中使用频率最广泛的算法之一。
其基本思想是通过寻找数据之间的关联，提取出频繁出现的项集以及项集之间的关系。
在实际应用中，关联规则算法可以广泛应用于市场营销、电子商务、人口统计学等领域。
它可以帮助用户挖掘到有用的信息，理清数据之间的关系，从而做出更明智的决策。
二、关联规则算法的原理关联规则算法有两个基本参数：支持度和置信度。
支持度是指指定的项集在总事务中出现的频率。
置信度则是指在满足条件A的前提下，出现B的概率。
关联规则算法通过计算这两个参数来判断各个项集之间的关系。
举个例子：假设我们想要了解一个超市的销售情况。
我们首先需要确定项集，比如说可乐和糖果在同一笔订单出现的概率。
如果我们设定支持度为50%，即一笔订单至少含有一种可乐和一种糖果，那么我们就可以通过统计数据得到可乐和糖果同时出现的频率。
如果这个频率高于50%，那么我们就可以得出这两个项集之间存在关联规则。
三、关联规则算法的应用关联规则算法可以应用于很多领域，如市场营销、电子商务、人口统计学等。
在市场营销方面，关联规则算法可以帮助企业挖掘到产品之间的关联性，从而了解顾客的需求和偏好，并制定相应的定价策略。
在电子商务中，关联规则算法可以根据用户购买历史记录来推荐相似的产品，提高用户的购买率。
在人口统计学方面，关联规则算法可以帮助政府了解不同人群之间的联系，从而制定更为精准的政策。
四、关联规则算法的优缺点优点：关联规则算法具有较高的算法效率，可以处理大规模数据。
其结果易于理解，可以呈现给用户。
同时，关联规则算法可以挖掘出隐藏在数据中的规律性，帮助用户发现新的信息。
数据挖掘 关联规则
数据挖掘关联规则数据挖掘是一项以挖掘有价值的信息为目的的工作，其中关联规则是数据挖掘中的一个重要概念。
关联规则是一种基于频繁项集的关系推理方法，我们可以根据这些规则推测出不同条件下某些事情的发生概率。
下面我们来分步骤阐述一下关联规则的实现方法和应用。
第一步：数据预处理在进行关联规则的挖掘前，我们需要对数据进行预处理，这个过程包括数据清洗、数据集合并、数据转化等。
在数据清洗的过程中，我们需要对数据集中存在的脏数据、缺失值、重复数据进行处理。
而在数据集合并的过程中，我们可以将不同来源的数据合并在一起，从而得到更全面的分析结果。
这个过程中，我们需要使用一些工具来帮助我们完成数据预处理，如Python、R等。
第二步：频繁项集挖掘在进行关联规则挖掘前，我们需要先找到频繁项集。
频繁项集是指在一个数据集中出现频率较高的一组物品。
我们可以使用Apriori算法来挖掘频繁项集，该算法的原理是基于先验性质，即如果一个项集是频繁的，那么它的子集也是频繁的。
在实现Apriori算法时，我们需要设置最小支持度和最小置信度等参数，以便筛选出较为重要的频繁项集。
第三步：关联规则生成生成关联规则是下一步的关键，我们可以使用FPGrowth算法来生成关联规则。
FPGrowth算法是Apriori算法的一种优化，它通过构建FPTree来减少扫描数据集的次数。
在生成关联规则时，我们需要设置最小置信度，以便筛选出置信度较高的关联规则。
同时，我们还可以通过可视化的方式来表示关联规则，帮助我们更直观地理解规则发现的结果。
第四步：关联规则应用关联规则可以应用在很多领域中，如市场营销、医疗健康、网络安全等。
以市场营销为例，我们可以根据关联规则来推断用户的商品偏好和购买习惯，然后根据这些信息来调整商品的定价、促销策略等，以达到更好的销售效果。
在医疗健康领域中，我们可以根据关联规则来推断患者的病情、病因等，从而更好地制定诊疗方案。
而在网络安全领域中，我们可以使用关联规则来识别异常访问、攻击等，并及时采取相应的应对措施。
数据挖掘中关联规则的主要作用
数据挖掘中关联规则的主要作用一、引言数据挖掘是指从大规模数据中自动发现有用信息的过程，是一种通过分析海量数据来发现规律和趋势的方法。
关联规则是数据挖掘中的一种重要技术，它可以帮助我们发现不同属性之间的关系和规律。
二、什么是关联规则关联规则是指在一个大型数据库中，不同属性之间可能存在的相关性或者依赖性，这些属性可以是商品、服务、用户等等。
例如，在一个超市购物记录数据库中，我们可能会发现顾客经常购买牛奶和面包这两个商品，这就是一个关联规则。
三、关联规则的计算方法1. 支持度（Support）：指某个项集在所有事务中出现的频率。
2. 置信度（Confidence）：指当A出现时B也出现的概率。
3. 提升度（Lift）：指当A出现时B出现概率与B本身出现概率之比。
四、关联规则在商业领域中的应用1. 商品推荐：通过分析用户购买历史记录，可以找到哪些商品经常被一起购买，并向用户推荐这些商品。
2. 促销策略：通过分析销售数据，可以找到哪些商品销售量低于平均水平，然后通过促销活动提高这些商品的销售量。
3. 库存管理：通过分析销售数据，可以预测哪些商品的需求量将会增加，从而合理安排库存。
五、关联规则在社交网络中的应用1. 社交推荐：通过分析用户在社交网络上的行为，可以找到哪些用户经常互相关注和交流，并向用户推荐这些用户或者他们关注的内容。
2. 舆情分析：通过分析社交网络上的评论和转发数据，可以了解公众对某个事件或者产品的态度和看法。
3. 社交广告：通过分析用户在社交网络上的行为和兴趣，可以向他们投放更加精准的广告。
六、关联规则在医疗领域中的应用1. 疾病预测：通过分析患者就诊记录和病历数据，可以预测患者未来可能出现哪些疾病，并采取相应措施进行预防和治疗。
2. 用药建议：通过分析患者就诊记录和用药记录，可以给出更加精准的用药建议，并避免不必要的副作用。
3. 医疗资源管理：通过分析就诊记录和医院资源使用情况，可以优化医院资源的分配和利用。
数据挖掘中的关联规则与序列模式挖掘技术
数据挖掘中的关联规则与序列模式挖掘技术数据挖掘是一种从大规模数据中提取隐含模式和知识的方法。
其中，关联规则与序列模式挖掘是数据挖掘中的两个重要技术。
关联规则挖掘可以帮助我们发现数据中的相关性，序列模式挖掘则可帮助我们发现数据中的序列规律。
本文将对这两个技术进行详细介绍。
关联规则挖掘是指在大规模数据中挖掘事物之间的关联关系的方法。
它可以帮助我们了解事物之间的相互联系，从而为商业决策和推荐系统等提供支持。
关联规则一般以“如果...就...”的形式呈现，其中“如果”部分是已知条件或前提，而“就”部分是在满足条件的情况下可能发生的结果。
关联规则挖掘的算法中最经典的是Apriori算法。
该算法通过扫描数据集来发现频繁项集，然后通过频繁项集来生成关联规则。
Apriori算法的核心思想是基于频繁项集的递归性质，即如果一个项集不频繁，那么它的子集也不会频繁。
通过这种方式，Apriori算法可以减少搜索空间，提高挖掘效率。
关联规则挖掘有很多应用场景。
在市场营销中，可以通过关联规则挖掘来发现产品之间的关联性，从而进行跨销售和推荐。
在超市中，我们常常会发现一些购买了某种商品的顾客还购买了另一种商品，超市可以根据这些关联规则来进行产品摆放和促销策略。
此外，在电子商务和在线购物中，关联规则挖掘也可以帮助网站进行个性化推荐，从而提高用户体验和购买转化率。
序列模式挖掘是指在时间序列数据中挖掘出具有重要序列规律的方法。
序列模式是指由一组有序事件组成的序列。
序列模式挖掘可以帮助我们发现数据中的时间关系，识别出重要的时间模式，从而进行趋势预测和行为分析等。
序列模式挖掘的算法中最经典的是GSP算法（Generalized Sequential Pattern algorithm）。
GSP算法通过扫描数据集来发现频繁序列模式，并根据模式出现的频率进行模式的筛选。
GSP算法的核心思想是基于序列模式的递增性质，即如果一个模式不频繁，那么它的子序列也不会频繁。
数据关联规则挖掘
1.关联规则挖掘可以帮助医护人员分析疾病与症状之间的关系，提高疾病诊断的准确性和效率 。 2.通过关联规则挖掘，可以挖掘出疾病与生活习惯、饮食等因素的相关性，为健康管理和疾病 预防提供支持。 3.关联规则挖掘可以为医疗科研提供数据支持，促进医学技术的进步和发展。
关联规则挖掘的应用
▪ FP树的构造
1.FP树是一种特殊的数据结构，用于存储频繁项集的信息，其 中的每个节点表示一个项集。 2.构造FP树的过程中，需要对数据集进行多遍扫描，每次扫描 都会更新FP树的结构。 3.在构造FP树时，需要保证树的深度尽可能小，以减少后续挖 掘的计算量。
FP-Growth算法详解
▪ FP树的挖掘
Apriori算法详解
Apriori算法流程
1.数据预处理：将数据集转换为事务数据库。 2.生成频繁项集：通过逐层搜索和剪枝，生成满足最小支持度 阈值的频繁项集。 3.生成关联规则：基于频繁项集，生成满足最小置信度阈值的 关联规则。
Apriori算法优化
1.通过增加哈希树等数据结构，提高候选项集的生成和测试速 度。 2.采用多线程或分布式计算，提高算法的处理能力。 3.结合其他数据挖掘技术，如聚类或分类，提高关联规则的质 量和实用性。
数据关联规则挖掘
关联规则挖掘的应用
关联规则挖掘的应用
▪ 关联规则挖掘在市场营销中的应用
1.关联规则挖掘可以帮助企业分析消费者购买行为，找出商品之间的相关性，为精准营销提供 支持。 2.通过关联规则挖掘，企业可以制定更加精准的营销策略，提高商品销售额和客户满意度。 3.关联规则挖掘可以为企业的市场预测和决策提供依据，提高企业的竞争力和市场占有率。
FP-Growth算法详解
数据挖掘中的关联规则挖掘算法
数据挖掘中的关联规则挖掘算法数据挖掘是通过对大量数据的分析和处理，发现其中隐藏的模式、关系和规律的过程。
而关联规则挖掘算法就是其中的一种重要方法，它帮助我们发现数据集中的频繁项集和关联规则。
一、关联规则挖掘算法简介关联规则挖掘算法是指在事务型数据中挖掘频繁项集和关联规则的方法。
频繁项集指的是在一组数据事务中频繁出现的项集，而关联规则则是指形如{A}→{B}的规则，其中A和B为项集。
常用的关联规则挖掘算法包括Apriori算法和FP-growth算法。
二、Apriori算法Apriori算法是最早被提出和广泛应用的关联规则挖掘算法之一。
它基于频繁项集的性质，使用候选集和剪枝策略来逐步生成频繁项集。
1. 候选集生成Apriori算法的第一步是生成候选集，即通过扫描数据集来获取初始的候选项集C1。
然后根据C1生成候选项集C2，再根据C2生成C3，以此类推，直到生成不再增长的候选集。
2. 剪枝策略在生成候选集的过程中，Apriori算法采用了一种称为“Apriori性质”的剪枝策略，即如果一个项集不是频繁的，那么它的超集也不是频繁的。
这样可以减少不必要的计算。
3. 频繁项集生成通过候选集生成步骤得到的候选集，通过扫描数据集来计算支持度，并筛选出频繁项集，即满足最小支持度阈值的项集。
4. 关联规则生成根据频繁项集，生成关联规则。
对于每个频繁项集，可以根据置信度阈值来筛选出满足条件的关联规则。
三、FP-growth算法FP-growth算法是一种用于挖掘频繁项集的高效算法。
它通过构建一种称为FP树的数据结构，显著减少了候选项集的生成和扫描数据集的次数。
1. 构建FP树FP-growth算法首先通过扫描数据集构建FP树。
FP树是一种前缀树，它通过链接相似的项集，将频繁项集的信息压缩到了树中。
2. 构建条件模式基通过FP树，可以获取每个项集的条件模式基。
条件模式基是指以某个项集为后缀的路径集合。
3. 递归挖掘频繁项集利用条件模式基，可以递归地挖掘频繁项集。
数据挖掘关联规则
数据挖掘关联规则简介数据挖掘是一种通过对大量数据进行分析和挖掘，发现其中隐藏的有价值信息的过程。
在数据挖掘的过程中，关联规则是其中一种重要的技术。
关联规则分析可以帮助我们发现数据集中不同项之间的相关性，从而帮助我们做出更好的业务决策。
关联规则挖掘的核心目标是发现数据集中的频繁项集和关联规则。
频繁项集指的是数据集中经常出现在一起的项的集合，而关联规则所描述的是这些项之间的关系，例如”如果买了A商品，那么也可能买B商品”。
关联规则的基本概念关联规则由两部分组成：前项和后项。
前项和后项分别是一个或多个项的集合。
•支持度（support）：支持度是指某个项集在数据集中出现的频率。
支持度越高表示该项集出现的频率越大。
•置信度（confidence）：置信度是指规则的前项和后项同时出现的概率，即在前项出现的情况下，后项也出现的概率。
根据支持度和置信度，可以使用以下公式计算关联规则的重要度：•支持度：support(A->B) = (出现A和B的次数) / (总事务数)•置信度：confidence(A->B) = (出现A和B的次数) / (出现A的次数)如何挖掘关联规则挖掘关联规则的过程通常分为以下几个步骤：1. 数据预处理在进行关联规则挖掘之前，需要对数据进行预处理。
预处理的步骤包括数据清洗（去除重复项、缺失值等），数据转换（将数据转换为适合关联规则挖掘的形式）等。
2. 挖掘频繁项集频繁项集指的是在数据集中出现频率较高的项集。
挖掘频繁项集的常用算法有Apriori算法和FP-growth算法。
Apriori算法是一种生成候选项集的算法。
它从频繁的1项集开始，通过逐层连接和剪枝的方式生成候选项集，最后得到频繁项集。
Apriori算法的思想是基于Apriori原理：如果一个项集是频繁的，那么它的所有子集也是频繁的。
FP-growth算法是一种利用频繁模式树进行挖掘的算法。
它通过构建一个树状结构（FP树）来存储频繁项集的信息，并利用树的性质来高效挖掘频繁项集。
数据挖掘关联规则算法
数据挖掘关联规则算法一、前言数据挖掘是当今信息时代的重要技术之一，其应用范围涉及到金融、医疗、电商等多个领域。
关联规则算法是其中的一种经典算法，能够从大量数据中挖掘出有用的关联规则，为决策提供依据。
本文将详细介绍关联规则算法的相关知识和应用。
二、概述1. 关联规则算法定义关联规则算法是指在大量数据中寻找出现频率较高的事件之间的关系，并以此形成一组规则。
这些规则可以帮助我们了解事物之间的联系，从而更好地进行决策。
2. 关联规则算法原理关联规则算法主要包含两个步骤：频繁项集生成和关联规则生成。
频繁项集生成是指在数据集中寻找出现频率较高的项集；而关联规则生成是指根据频繁项集生成满足置信度要求的强关联规则。
3. 关联规则算法应用关联规则算法在市场营销、商品推荐、医学诊断等领域都有广泛应用。
例如，在电商平台上，通过分析用户购买行为，可以挖掘出用户的购买偏好，从而推荐相关商品。
三、频繁项集生成1. Apriori算法Apriori算法是关联规则算法中最经典的一种算法。
该算法采用迭代的方式，从单个项开始逐步生成频繁项集。
具体步骤如下：（1）扫描数据集，统计每个项的支持度。
（2）对于支持度大于等于阈值的项，将其组成一个频繁1-项集。
（3）根据频繁1-项集生成候选2-项集，并统计其支持度。
（4）对于支持度大于等于阈值的2-项集，将其组成一个频繁2-项集。
（5）重复以上步骤，直到不能再生成更多的频繁k-项集为止。
2. FP-growth算法FP-growth算法是一种基于树结构的快速关联规则挖掘算法。
该算法通过构建一个FP树来实现高效地挖掘频繁模式。
具体步骤如下：（1）扫描数据集，统计每个项的支持度，并按照支持度降序排列。
（2）基于排序后的数据集构建FP树。
（3）从FP树中选取出现次数最多的项作为条件模式基，生成条件FP 树。
（4）递归地对条件FP树进行构建，直到不能再生成更多的频繁项集为止。
四、关联规则生成1. 置信度置信度是指在一个规则中，前提发生的情况下结论发生的概率。
数据挖掘中的关联规则算法教程
数据挖掘中的关联规则算法教程在数据挖掘领域中，关联规则算法是一种常用的数据挖掘方法，用于发现数据集中项与项之间的关联关系。
这些关联关系可以帮助我们理解数据集中的模式和规律，对商业决策、市场营销、产品推荐等方面都有着重要的应用价值。
本文将介绍关联规则算法的基本概念、工作原理以及常见的算法实现。
一、关联规则算法的基本概念1. 关联规则关联规则是指数据集中的一种规则表达形式，它使用“X→Y”表示，其中X和Y是数据集中的项集。
X和Y分别称为关联规则的前项和后项。
关联规则的意义在于，如果一个交易中同时出现了X中的项集，那么很可能也会出现Y中的项集。
2. 支持度和置信度关联规则的挖掘过程需要利用两个重要的指标，即支持度和置信度。
支持度（support）是指在所有的交易记录中，同时包含X和Y的比例。
它可以用来衡量关联规则的普遍程度，支持度越高表示关系越强。
置信度（confidence）是指在包含X的交易中，也同时包含Y的比例。
它可以用来衡量关联规则的可靠性，置信度越高表示规则越可信。
3. 频繁项集和关联规则挖掘在关联规则挖掘过程中，首先需要找出频繁项集，即在数据集中经常出现的项集。
然后，基于频繁项集，通过计算支持度和置信度，生成关联规则。
二、关联规则算法的工作原理常见的关联规则算法有Apriori算法和FP-growth算法。
下面将介绍这两种算法的基本原理。
1. Apriori算法Apriori算法是一种基于候选项集的生成和剪枝的关联规则挖掘算法。
首先，Apriori算法通过扫描数据集，统计每个项的支持度，生成频繁1项集（即单个项的集合）。
然后，通过将频繁1项集组合生成候选2项集，再次扫描数据集，计算候选2项集的支持度，并筛选出频繁2项集。
接下来，Apriori算法重复以上步骤，逐渐增加项集的长度，生成更高阶的频繁项集，直到不再生成新的频繁项集。
最后，基于频繁项集，计算关联规则的置信度，筛选出满足设定阈值的关联规则。
数据挖掘关联规则算法
数据挖掘关联规则算法概述在当今大数据时代，数据挖掘成为了一项重要的技术。
而关联规则算法是数据挖掘中的一种重要方法，可以用于从大量的数据中挖掘出有价值的关联关系。
本文将详细介绍数据挖掘关联规则算法的原理、应用、优缺点以及改进方法等内容。
原理关联规则算法是一种基于频繁项集的数据挖掘技术。
其原理是通过找出事务数据集中频繁出现的项集，然后根据这些项集生成关联规则，用于描述特定事件之间的关联关系。
关联规则通常由两部分组成：前项和后项。
例如，一个关联规则的形式可以表示为A->B，其中A和B分别被称为规则的前项和后项。
这个规则可以解释为，如果一个事务中包含了前项A，那么很可能也包含后项B。
关联规则的质量可以通过两个指标来衡量：支持度和置信度。
支持度指的是包含前项和后项的事务在总事务中的比例，而置信度指的是包含前项的事务中同时包含后项的比例。
通过这两个指标，我们可以确定关联规则的相关性和可靠性。
应用关联规则算法在市场篮子分析、销售预测、推荐系统等领域有着广泛的应用。
市场篮子分析市场篮子分析是指分析顾客购买行为中的关联关系，通过挖掘频繁项集和关联规则，可以了解到顾客在购买商品时的偏好和习惯。
这对于超市促销活动的制定和商品摆放的优化具有重要意义。
销售预测通过关联规则算法可以挖掘出产品之间的关联关系，从而可以进行销售预测。
例如，如果某个产品的销量与其他产品之间存在着一定的关联关系，那么在制定销售策略时可以根据这些关联规则进行决策，以提高销售效果。
推荐系统关联规则算法也可以应用于推荐系统中。
通过挖掘用户的购买历史和兴趣，可以生成个性化的商品推荐列表。
这样可以提高用户的购买满意度，促进销售增长。
优缺点关联规则算法有以下几个优点：1.简单直观，易于理解和实现。
2.不需要事先对数据进行假设或模型的约定。
3.可以从大规模数据中挖掘出有价值的关联关系，发现隐藏在大数据中的商业机会。
然而，关联规则算法也存在一些缺点：1.关联规则会产生大量的结果，其中很多是不具有实际意义的。
知识点归纳 数据挖掘中的关联规则与聚类分析
知识点归纳数据挖掘中的关联规则与聚类分析数据挖掘是一种重要的技术，它可以帮助人们从大规模数据中发现关联性和规律性。
在数据挖掘的过程中，关联规则与聚类分析是两个常用的方法。
本文将对这两个知识点进行归纳总结。
一、关联规则关联规则是一种常见的数据挖掘技术，它可以用来描述数据集中的项目之间的相互关系。
关联规则通常采用 IF-THEN 形式的逻辑表达式来描述，其中 IF 部分称为前提（antecedent），表示规则的条件；THEN 部分称为结果（consequent），表示规则的结论。
关联规则挖掘的过程一般分为两个步骤：发现频繁项集和生成关联规则。
1. 发现频繁项集频繁项集指的是在数据集中经常一起出现的项目集合。
发现频繁项集的目的是为了找到具有一定频率出现的项集，这些项集可以作为生成关联规则的基础。
常用的发现频繁项集的算法包括 Apriori 算法和FP-growth算法。
2. 生成关联规则在发现了频繁项集之后，可以利用它们来生成关联规则。
关联规则的生成一般遵循以下两个原则：支持度和置信度。
- 支持度（support）：指某个项集在数据集中出现的频率。
通常设置一个最小支持度阈值，只有满足该阈值的项集被认为是频繁项集。
- 置信度（confidence）：指某个规则在数据集中成立的可信程度。
计算置信度时，通过统计包含前提和结果的项集的出现次数，从而得到规则的置信度。
关联规则在实际应用中有着广泛的应用，例如购物篮分析、市场推荐等领域。
二、聚类分析聚类分析是数据挖掘中的另一个重要技术，它可以将数据集中的对象划分为若干个组或簇，使得同一组内的对象相似度较高，而不同组之间的相似度较低。
聚类分析有助于我们发现数据中隐藏的结构和模式。
聚类分析的过程一般涉及以下几个步骤：1. 选择合适的相似性度量相似性度量可以衡量不同对象之间的相似程度。
对于不同类型的数据，选择合适的相似性度量十分重要。
常用的相似性度量包括欧氏距离、曼哈顿距离、余弦相似度等。
数据挖掘中的关联规则分析方法
数据挖掘中的关联规则分析方法数据挖掘是一种从大量数据中挖掘出有价值信息的技术。
而关联规则分析是数据挖掘中常用的一种方法，用于发现数据集中的相关关系。
本文将介绍数据挖掘中的关联规则分析方法，以及它的基本原理和应用领域。
一、关联规则分析方法简介关联规则分析是一种用于发现数据集中隐含关系的技术。
它能够帮助我们了解数据集中的项集之间的关联性，从而可以用来做出预测、推荐等。
关联规则分析的核心思想是找到数据集中频繁出现的项集，并根据支持度和置信度等指标来评估项集之间的关联程度。
二、Apriori算法Apriori算法是关联规则分析中最经典的算法之一。
它基于频繁项集的定义，通过递归地产生候选项集，并利用候选项集的支持度进行筛选，最后得到频繁项集。
Apriori算法的主要步骤包括：扫描数据集，生成候选项集，计算支持度，筛选频繁项集。
三、FP-growth算法FP-growth算法是Apriori算法的改进算法，它采用了不同的数据结构来提高算法的效率。
FP-growth算法通过构建频繁模式树（FP-tree）来表示数据集，并根据树的节点连接方式来挖掘频繁项集。
相比于Apriori算法，FP-growth算法具有更高的效率和更小的内存消耗。
四、关联规则评估指标在关联规则分析中，我们需要对生成的关联规则进行评估和选择。
常用的关联规则评估指标包括支持度、置信度、提升度等。
支持度指标可以衡量一个规则在数据集中出现的频率，置信度可以衡量规则的可靠性，而提升度可以反映规则的独特性。
五、关联规则分析的应用领域关联规则分析在很多领域都有着广泛的应用。
比如在市场营销中，可以利用关联规则分析来挖掘潜在的商品之间的关系，从而制定针对性的促销策略。
在电子商务中，关联规则分析可以用来做商品推荐。
在医疗领域，可以运用关联规则分析来挖掘患者的病因和治疗方法等。
六、总结关联规则分析是数据挖掘中常用的方法之一，可以帮助我们发现数据集中的相关关系。
关联规则数据挖掘
关联规则数据挖掘关联规则数据挖掘是一种常用的数据挖掘技术，其主要用于发现数据集中项与项之间的关联关系。
这种技术的应用十分广泛，例如市场篮子分析、网页链接分析、医学诊断等领域。
下面将详细介绍关联规则数据挖掘的原理和应用。
关联规则数据挖掘的原理是基于频繁项集的发现。
在数据集中，项集指的是同时包含多个项（item）的集合。
频繁项集指的是在数据集中经常同时出现的项组合，通过对数据集进行扫描，可以统计得到各个项集出现的频率。
关联规则则是通过分析频繁项集之间的关系来得到的，它由两部分组成：前项（antecedent）和后项（consequent）。
前项和后项分别代表两个项集，关联规则描述了前项和后项之间的关联关系，例如“苹果->牛奶”，表示购买了苹果的人也有较高的概率购买牛奶。
接下来，可以利用频繁项集来生成关联规则。
关联规则的生成可以通过使用频繁项集的子集进行组合和拓展。
生成的规则需要满足两个条件：支持度和置信度。
支持度指的是规则在数据集中出现的频率，置信度指的是规则的准确性。
可以根据设定的最小支持度和最小置信度阈值来筛选出满足条件的关联规则。
得到关联规则之后，可以进行进一步的分析和挖掘。
例如，可以根据关联规则来进行市场篮子分析，找出购买一些商品的顾客还购买了哪些商品，从而进行销售策略的调整。
又或者，可以根据关联规则来进行医学诊断，找出一些疾病的共同症状和治疗方案。
总之，关联规则数据挖掘是一种非常实用的数据挖掘技术，通过挖掘数据集中的关联规则，可以帮助我们发现不同项之间的关联关系，并进一步应用于市场篮子分析、医学诊断等领域，从而提高决策的准确性和效果。
数据挖掘算法之关联规则
数据挖掘算法之关联规则关联规则是数据挖掘中广泛应用的一种算法。
它可以用来发现数据集中的关联和规律。
关联规则可以用于市场篮子分析、交叉销售、购物篮分析等多个领域。
关联规则的基本原理是通过分析数据集中的项集之间的关联关系，然后找出频繁项集和关联规则。
频繁项集表示在数据集中同一项的出现频率较高，而关联规则表示项集之间的关联关系。
关联规则通常由两个部分组成，即前件和后件。
前件表示规则的前提条件，而后件表示规则的结论。
关联规则的形式可以被表示为：X->Y，其中X和Y分别是项集。
关联规则的挖掘过程一般包括以下步骤：1.数据预处理：对数据集进行预处理，包括去除不必要的项、数据清洗和去重。
2.生成项集：扫描数据集，找出所有出现频率大于设定阈值的项集。
这些项集被称为频繁项集。
3.生成关联规则：利用频繁项集生成关联规则。
遍历所有频繁项集，以每个频繁项集中的项作为前件，生成关联规则。
4.评估规则：计算关联规则的置信度和支持度。
置信度表示规则的可靠性，支持度表示规则在整个数据集中的频率。
5.选择规则：根据设定的阈值选择有意义的关联规则。
一般来说，置信度和支持度较高的规则更有意义。
关联规则算法的优点是简单有效，可以发现数据集中的隐藏规律，帮助用户做出决策。
然而，关联规则算法也有一些局限性。
首先，它只关注项集之间的关联关系，忽略了其他因素的影响。
其次，算法对大规模数据集的处理效率较低。
为了解决算法的局限性，研究者提出了许多改进的关联规则算法。
例如，Apriori算法是最早的关联规则算法，但它需要多次扫描数据集，效率较低。
FP-growth算法是一种基于频繁模式树的算法，它通过构建一颗FP树来挖掘频繁项集，大大提高了算法的运行效率。
总的来说，关联规则算法是数据挖掘中常用的方法之一、通过关联规则挖掘，有助于发现数据集中的潜在关联关系和规律，从而帮助用户做出更明智的决策。
同时，随着技术的不断发展，关联规则算法也在不断改进和优化，以适应更复杂和大规模的数据分析需求。
第五章关联规则方法讲解
第五章关联规则方法讲解关联规则是数据挖掘中一种重要的模式挖掘方法，主要用于发现数据集中的频繁项集和关联规则。
在这篇文章中，我们将详细讲解关联规则方法的原理、应用和优化方法。
一、关联规则的原理关联规则是建立在频繁项集的基础上的，频繁项集是指在事务数据库中，经常一起出现的项的集合。
关联规则可以用来描述这些项之间的关系，通过分析这些关联规则，可以发现数据集中隐藏的关联性或规律。
关联规则的形式为“A->B”，表示项集A与项集B之间存在关系。
其中，A和B都是频繁项集。
关联规则的强度可以通过支持度和置信度来度量。
支持度表示项集出现的频率，置信度表示在A出现的情况下，B出现的概率。
二、关联规则方法的应用关联规则方法在各个领域都有广泛的应用，例如市场篮子分析、推荐系统、网络流量分析等。
在市场篮子分析中，关联规则可以用来发现商品之间的关联性，从而了解顾客的购买行为。
通过分析顾客购买的频繁项集，可以对商品进行组合销售、促销活动等。
在推荐系统中，关联规则可以用来为用户生成个性化的推荐结果。
通过分析用户的购买历史或点击行为，可以发现用户之间的共同兴趣或偏好，从而为用户推荐相似的商品或内容。
在网络流量分析中，关联规则可以用来发现网络攻击或异常行为。
通过分析网络流量中的频繁项集，可以发现不正常的网络行为模式，从而进行安全预警和防护。
三、关联规则方法的优化在实际应用中，由于数据量的庞大和计算的复杂性，关联规则方法也存在一些问题和挑战。
首先，频繁项集的生成是关联规则方法的关键步骤之一、传统的关联规则方法采用暴力的方式，由于计算复杂度的原因，往往只适用于小规模数据集。
针对这个问题，研究者提出了一些优化算法，如Apriori算法、FP-growth算法等，可以高效地生成频繁项集。
其次，关联规则方法存在大量的冗余规则。
传统的关联规则方法会生成大量的关联规则，其中很多规则是冗余的或不具有实际意义的。
为了从大量的关联规则中找出有效的规则，研究者提出了一些剪枝策略和评估方法，如基于兴趣度的剪枝、基于信息增益的评估等。
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B
Lettuce, Spinach, Oranges, Celery, Apples,
Grapes
C
Chips, Salsa, Frozen Pizza, Frozen Cake
D
Lettuce, Spinach, Milk, Butter, Chips
I是什么? 事务ID B的T是什么? s(Chips=>Salsa) 是什么? c(Chips=>Salsa)是什么?
4
5
• 关联规则挖掘
• 首先被Agrawal, Imielinski and Swami在1993年的SIGMOD会 议上提出
• 在事务、关系数据库中的项集和对象中发现频繁模式、关 联规则、相关性或者因果结构
• 频繁模式: 数据库中频繁出现的项集
• 目的: 发现数据中的规律
• 超市数据中的什么产品会一起购买？— 啤酒和尿布 • 在买了一台PC之后下一步会购买? • 哪种DNA对这种药物敏感? • 我们如何自动对Web文档进行分类?
则。
15
第5章：挖掘关联规则
• 关联规则挖掘 • 事务数据库中(单维布尔)关联规则挖掘的可伸缩算法 • 挖掘各种关联/相关规则 • 关联规则的评估 • 基于限制的关联挖掘 • 小结
16
• Apriori算法命名源于算法使用了频繁项集性质的先验 （Prior）知识。
• Apriori算法将发现关联规则的过程分为两个步骤：
B, E, F
度量有趣的关联规则
• 支持度s（support )
• D中包含A和 B 的事务数与总的事务数的比值
s( A B) || {T D | A B T}|| || D ||
规则 AB 在数据集D中的支持度为s, 其中s 表示D中包含AB (即 同时包含A和B)的事务的百分率.
• 项集的支持度计数(频率) support_count
6
• 许多重要数据挖掘任务的基础 • 关联、相关性、因果性 • 序列模式、空间模式、时间模式、多维 • 关联分类、聚类分析
• 更加广泛的用处 • 购物篮分析、交叉销售、直销 • 点击流分析、DNA序列分析等等
7
• IBM公司Almaden研究中心的R.Agrawal首 先提出关联规则模型，并给出求解算法AIS。 随后又出现了SETM和Apriori等算法。其中， Apriori是关联规则模型中的经典算法。 • 给定一组事务 • 产生所有的关联规则 • 满足最小支持度和最小可信度
confidence(A B )=P(B|A)
条件概率 P(B|A) 表示A发生的条件下B也发生的概率.
confidence (XY) =P (Y | X) = support _count(XY)／support_count (X)
11
市场购物篮分析
事务 ID 购物篮
A
Chips, Salsa, Cookies, Crackers, Coke, Beer
• 包含项集的事务数
度量有趣的关联规则
• 可信度 c
• D中同时包含A和B的事务数与只包含A的事务数的比值
c( A B) || {T D | A B T}|| || {T D | A T}||
规则 AB 在数据集D中的可信度为c, 其中c表示D中包含A的事务中也包 含B的百分率.即可用条件概率P(B|A)表示.
A D (60%, 100%) D A (60%, 75%)
13 挖掘关联规则—一个例子
Transaction-id Items bought
10
A, B, C
最小支持度 50% 最小置信度 50%
20
A, C
30
A, D
40
B, E, F
Frequent pattern {A} {B}
{C}
基本概念
• 项集 • 事务
I {i1, i2 ,..., im}
T I
Transactionid 10
20
30
• 关联规则
A B
40
• 事务数据集 (例如A右图I) , B I , A B
D
• 事务标识 TID： 每一个事务关联着一个标识
Items bought
A, B, C A, C A, D
• 通过迭代，检索出事务数据库中的所有频繁项集，即支持 度不低于用户设定的阈值的项集；
• 利用频繁项集构造出满足用户最小信任度的规则。
• 挖掘或识别出所有频繁项集是该算法的核心，占整个 计算量的大部分。
17
• 为了避免计算所有项集的支持度（实际上频 繁项集只占很少一部分），Apriori算法引入 潜在频繁项集的概念。 • 若潜在频繁k项集的集合记为Ck ，频繁k项集 的集合记为Lk ，m个项目构成的k项集的集合 •为 构成，潜C则mk在三频者繁之项间集满所足遵关循系的L原k 则Ck是“频。繁Cmk项 集的子集必为频繁项集”。
{A, C}
规则 A C:
支持度 = support({A}{C}) = 50% 置信度 = support({A}{C})/support({A}) = 66.6%
Support 75% 50% 50% 50%
14
• 关联规则就是支持度和信任度分别满足用户 给定阈值的规则。 • • 发现关联规则需要经历如下两个步骤： • 找出所有频繁项集。 • 由频繁项集生成满足最小信任度阈值的规
控制科学与工程 研究生课程
第五章 挖掘关联规则
2
挖掘关联规则
• 关联规则挖掘 • 事务数据库中(单维布尔)关联规则挖掘的可伸缩算法 • 挖掘各种关联/相关规则 • 基于限制的关联挖掘 • 小结
3
第5章：挖掘关联规则
• 关联规则挖掘 • 事务数据库中(单维布尔)关联规则挖掘的可伸缩算法 • 挖掘各种关联/相关规则 • 关联规则的评估 • 基于限制的关联挖掘 • 小结
• 支持度, s, 事务包含 XY 的概 率
• 置信度, c, 事务含 X 也包含 Y 的 条件概率.
顾客购买
尿布
令supmin = 50%, confmin = 50% Freq. Pat.: {A:3, B:3, D:4, E:3, AD:3}
顾客购买 啤酒
关联规则Association rules:
12
频繁模式和关联规则
Transaction-id 10 20 30 40 50
顾客购 买二者
Items bought A, B, D A, C, D A, D, E B, E, F
B, C, D, E, F
• Itemset X={x1, …, xk} • 找出满足最小支持度和置信度的所规
则 XY