关联规则与关联分析讲解
关联规则
C3 itemset
{2 3 5}
扫描 D
L3 itemset sup
{2 3 5} 2
{2,3}->{5}
21
Apriori 够快了吗? — 性能瓶颈
Apriori算法的核心:
用频繁的(k – 1)-项集生成候选的频繁 k-项集 用数据库扫描和模式匹配计算候选集的支持度 巨大的候选集: 多次扫描数据库：
给定数据库D，关联规则的挖掘就是找出所有存 在于数据库D中的强关联规则。因此整个关联规 则挖掘过程可以分解为以下两个子问题：
找出所有的频繁项目集； 根据找到的频繁项目集导出所有的强关联规则。
13
强关联规则的产生
第一个子问题的求解，需要多次扫描数据库D，这意味着 关联规则挖掘算法的效率将主要取决于数据库扫描、I/O操 作和频繁项目集的计算上。因此如何迅速、高效地找出所 有的频繁项目集是关联规则挖掘的中心问题 第二个子问题的求解比较容易，R. Agrawal等人已提出了 有效的解决办法，具体过程如下： 对每个频繁项目集I，产生所有的非空真子集：对I的任意 非空真真子集m，若support（I）/Support（m） minconfidence，则产生强关联规则m->(l-m)。
第二步: 修剪
forall itemsets c in Ck do
forall (k-1)-subsets s of c do if (s is not in Lk-1) then delete c from Ck
19
生成候选集的例子
L3={abc, abd, acd, ace, bcd} 自连接 : L3*L3
数据清洗与整理中的关联分析与关联规则挖掘方法(九)
数据清洗与整理中的关联分析与关联规则挖掘方法概述随着大数据时代的到来，人们对数据的需求日益增长。
然而，原始数据往往存在着各种问题，比如缺失值、异常值和重复值等。
为了保证数据的准确性和可靠性，数据清洗与整理成为了数据分析的重要一环。
而关联分析与关联规则挖掘方法在数据清洗与整理中起到了重要的作用。
关联分析关联分析是通过发现数据集中项之间的关联关系，从而找到具有某种联系的项集。
具体而言，关联分析通常用于挖掘事务数据中的频繁项集和关联规则。
频繁项集指的是在数据集中经常出现的项的集合，而关联规则则描述了项之间的关联关系。
关联分析的常见算法包括Apriori算法和FP-growth算法。
Apriori算法是一种基于候选项集生成的算法，它通过不断产生候选项集和计数频繁项集的支持度来发现频繁项集。
FP-growth算法则是一种基于FP树的快速频繁模式挖掘算法，它通过构建一棵FP树来挖掘频繁项集。
关联规则挖掘关联规则挖掘是关联分析的进一步扩展，它通过发现频繁项集之间的关联规则来提供更加丰富的信息。
关联规则通常采用形如“A -> B”的形式表示，其中A和B分别为项集。
关联规则挖掘的关键是计算规则的支持度和置信度。
支持度指的是某个规则在数据集中出现的频率，而置信度则表示在A出现的情况下，B出现的概率。
通常情况下，我们会选择一定的支持度和置信度阈值来筛选出具有一定意义的关联规则。
关联规则挖掘的常见算法包括Apriori算法和FP-growth算法。
这两种算法在关联规则挖掘中的应用与它们在关联分析中的应用类似。
数据清洗与整理中的关联分析与关联规则挖掘方法在数据清洗与整理过程中，关联分析与关联规则挖掘方法可以用于以下几个方面。
第一，异常值检测。
数据清洗的一个重要任务是检测和处理异常值。
通过关联分析，我们可以发现异常值与其他变量之间的关联关系，从而判断异常值的产生原因并采取相应的措施。
第二，数据缺失值填补。
在数据分析中，缺失值是一个常见的问题。
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
数据挖掘中的关联规则分析
数据挖掘中的关联规则分析数据挖掘是一种可用于科学、企业和社会等各个领域的分析工具，它可以帮助人们从大量数据中发现隐藏的模式和关联，进而提供预测和决策支持。
在数据挖掘中，关联规则分析是一种基本的技术手段，它可以帮助人们从数据中发现物品之间的相关性，进而为商业决策和市场营销提供支持。
本文将深入探讨数据挖掘中的关联规则分析技术，并介绍其在实际应用中的作用和优势。
一、什么是关联规则分析关联规则分析是一种从数据集合中挖掘出项之间相关性的方法。
在关联规则分析中，项是指数据集合中的元素，如商品、服务、用户等。
关联规则指的是一种表达式，描述了项之间的相互依赖关系。
例如，“购买牛奶->购买面包”，“购买啤酒->购买尿布”都是关联规则。
其中，->表示两个项之间的关系，如购买牛奶导致了购买面包。
在关联规则中，支持度和置信度是两个基本概念。
支持度指的是特定规则出现的频率，而置信度则指的是规则中推断项的可靠程度。
通过设定规则的支持度和置信度，可以将数据集合中的项划分为不同的组别，进而提供商业决策和市场营销的支持。
二、关联规则分析的应用场景关联规则分析可以用于各种领域，如商业、制造业、医疗保健、政府和社会等。
在商业领域中，关联规则分析被广泛应用于市场营销和推荐系统。
例如，在一个日用品店中，通过关联规则分析，店主可以了解到哪些商品之间存在关联性，进而安排这些商品的展示位置，以吸引消费者的注意力。
同时，店主也可以根据这些关联规则来制定折扣和促销活动，吸引更多的消费者。
在制造业中，关联规则分析可以帮助生产制造者更好地理解其生产线中物资之间的依赖关系，进而提高生产效率。
例如，在汽车制造工厂中，通过关联规则分析，制造者可以发现哪些零部件之间存在相关性，并根据这些相关性来规划零部件的库存和生产数量，以提高整个工厂的生产效率。
在医疗保健领域，关联规则分析可以用于疾病和药物的推荐。
例如，在一家医院中，通过关联规则分析，医生可以了解到哪些疾病之间存在相关性，进而推荐更有效的药物治疗方案，提高患者的治疗效果。
数据分析中的关联分析方法与技巧
数据分析中的关联分析方法与技巧数据分析是一门研究如何从大量数据中挖掘出有价值信息的学科。
在数据分析的过程中，关联分析是一种重要的方法和技巧，它可以帮助我们发现数据中的相关性，并从中提取出有用的规律和模式。
本文将介绍关联分析的基本概念、常用算法以及一些应用技巧。
一、关联分析的基本概念关联分析旨在寻找数据中的关联规则，即数据项之间的相互关系。
其中最常见的关联规则形式为“A->B”，表示在数据集中，当出现A时，往往也会出现B。
关联规则的强度可以通过支持度和置信度来衡量。
支持度指的是规则在数据集中出现的频率，置信度则是指当A出现时，B也出现的概率。
二、关联分析的常用算法1. Apriori算法Apriori算法是一种经典的关联分析算法，它通过逐层搜索频繁项集来发现关联规则。
频繁项集是指在数据集中出现频率较高的数据项的集合。
Apriori算法的基本思想是利用频繁项集的性质，通过剪枝操作来减少搜索空间，从而提高算法的效率。
2. FP-Growth算法FP-Growth算法是一种高效的关联分析算法，它通过构建FP树来发现频繁项集。
FP树是一种紧凑的数据结构，可以有效地表示数据集中的频繁项集。
FP-Growth算法的核心步骤包括构建FP树、挖掘频繁项集和生成关联规则。
三、关联分析的应用技巧1. 数据预处理在进行关联分析之前，需要对数据进行预处理。
预处理的目的是清洗数据、处理缺失值和异常值，以及进行数据转换和归一化等操作。
只有经过合适的预处理，才能得到准确可靠的关联规则。
2. 参数调优关联分析算法中有许多参数需要调优，比如支持度和置信度的阈值。
合理设置参数可以提高关联规则的质量和数量。
参数调优可以通过试验和交叉验证等方法进行，以得到最佳的参数组合。
3. 结果解释和可视化关联分析得到的关联规则可能会很多，如何解释和利用这些规则是一个挑战。
可以通过对规则进行筛选、排序和聚类等操作，以提取出最有意义的规则。
同时，可视化工具也可以帮助我们更直观地理解和分析关联规则。
关联规则挖掘AI技术中的关联规则挖掘模型与关联分析
关联规则挖掘AI技术中的关联规则挖掘模型与关联分析在人工智能（AI）技术的发展中，关联规则挖掘模型和关联分析起到了重要的作用。
关联规则挖掘模型是一种用于挖掘数据集中项目之间关联关系的技术，而关联分析则是一种基于关联规则挖掘模型的数据分析方法。
本文将介绍关联规则挖掘模型的基本原理和常用算法，并探讨其在AI技术中的应用。
一、关联规则挖掘模型的原理关联规则挖掘模型基于数据库中的事务数据，通过分析不同项之间的关联关系，提供有关数据集中潜在关联的信息。
其基本原理是挖掘数据集中频繁项集，并基于频繁项集构建关联规则。
频繁项集是指在数据集中经常同时出现的项的集合，而关联规则则是对频繁项集进行关联分析后得到的规则。
二、常用的关联规则挖掘算法1. Apriori算法Apriori算法是关联规则挖掘中最常用的算法之一。
该算法通过迭代的方式逐渐生成频繁项集，先从单个项开始，再逐步增加项的数量，直到不能再生成频繁项集为止。
Apriori算法的时间复杂度相对较高，但由于其简单易懂的原理和广泛的应用，仍然是挖掘关联规则的首选算法。
2. FP-growth算法FP-growth算法是一种基于频繁模式树的关联规则挖掘方法。
相比于Apriori算法，FP-growth算法不需要事先生成候选项集，而是通过构建频繁模式树来挖掘频繁项集。
该算法在空间和时间效率上都表现较好，尤其适用于处理大规模数据集。
三、关联规则挖掘模型在AI技术中的应用关联规则挖掘模型在AI技术中有广泛的应用场景，主要体现在以下几个方面：1. 推荐系统推荐系统是AI技术中常见的应用之一。
通过挖掘用户的历史行为数据，关联规则挖掘模型可以找出用户喜好的频繁项集，并根据这些项集为用户提供个性化的推荐内容。
例如，在电商平台中，可以根据用户购买记录挖掘出用户的购买偏好，从而向其推荐相似的商品。
2. 市场篮子分析市场篮子分析是指通过分析顾客购买的商品组合，挖掘出商品之间的关联关系。
关联规则（Apriori算法）
关联规则（Apriori算法）关联分析直观理解 关联分析中最有名的例⼦是“尿布与啤酒”。
据报道，美国中西部的⼀家连锁店发现，男⼈们会在周四购买尿布和啤酒。
这样商店实际上可以将尿布与啤酒放在⼀块，并确保在周四全价销售从⽽获利。
当然，这家商店并没有这么做。
频繁项集是指那些经常出现在⼀起的物品集合，⽐如{葡萄酒，尿布, ⾖奶}就是频繁项集的⼀个例⼦⽀持度（support） ⼀个项集的⽀持度（support）被定义为数据集中包含该项集的记录所占的⽐例 {⾖奶}的⽀持度为4/5。
{⾖奶，尿布}的⽀持度为3/5可信度（confidence ） 可信度或置信度（confidence）是针对⼀条诸如{尿布} ➞ {葡萄酒}的关联规则来定义的。
这条规则的可信度被定义为“⽀持度({尿布, 葡萄酒})/⽀持度({尿布})”。
由于{尿布, 葡萄酒}的⽀持度为3/5，尿布的⽀持度为4/5，所以“尿布➞葡萄酒”的可信度为3/4=0.75。
这意味着对于包含“尿布”的所有记录，我们的规则对其中75%的记录都适⽤。
Apriori算法的⽬标是找到最⼤的K项频繁集⽀持度和可信度是⽤来量化关联分析是否成功的⽅法。
假设想找到⽀持度⼤于0.8的所有项集，应该如何去做？⼀个办法是⽣成⼀个物品所有可能组合的清单，然后对每⼀种组合统计它出现的频繁程度，但当物品成千上万时，⾮常慢，这时就能⽤Apriori算法关联分析中最有名的例⼦是“尿布与啤酒”。
据报道，美国中西部的⼀家连锁店发现，男⼈们会在周四购买尿布和啤酒。
这样商店实际上可以将尿布与啤酒放在⼀块，并确保在周四全价销售从⽽获利。
当然，这家商店并没有这么做。
⼀般我们使⽤三个指标来度量⼀个关联规则，这三个指标分别是：⽀持度、置信度和提升度。
Support（⽀持度）：表⽰同时包含A和B的事务占所有事务的⽐例。
如果⽤P(A)表⽰使⽤A事务的⽐例，那么Support=P(A&B)Confidence（可信度）：表⽰使⽤包含A的事务中同时包含B事务的⽐例，即同时包含A和B的事务占包含A事务的⽐例。
数据挖掘方法——关联规则(自己整理)PPT课件
3.多层关联规则挖掘算法
对于很多的应用来说，由于数据分布的分散性，所以很难在数据最细节的层次上发现一些强 关联规则。当我们引入概念层次后，就可以在较高的层次上进行挖掘。虽然较高层次上得出的规 则可能是更普通的信息，但是对于一个用户来说是普通的信息，对于另一个用户却未必如此。所 以数据挖掘应该提供这样一种在多个层次上进行挖掘的功能。
(1)
如 ：if A then B。则它的支持度Support=P(A and B) 2. Confidence（可信度）：它是针对规则而言的。
Confidence=p(condition and result)/p(condition)。
(2)
如：If B and C then A。则它的可信度Confidence=p(B and C and A)/p(B and C)。 把满足最小支持度阈值和最小置信度阈值的规则成为强规则。项的集合称
多层关联规则的分类：根据规则中涉及到的层次，多层关联规则可以分为同层关联规则和层 间关联规则。
多层关联规则的挖掘基本上可以沿用“支持度-可信度”的框架。不过，在支持度设置的问题 上有一些要考虑的东西。
4.多维关联规则挖掘算法
对于多维数据库而言，除维内的关联规则外，还有一类多维的关联规则。例如：年龄（X， “20…30”） 职业（X，“学生”）==> 购买（X，“笔记本电脑”）在这里我们就涉及到三个 维上的数据：年龄、职业、购买。
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。
关联分析的原理
关联分析的原理关联分析是一种用于发现数据集中项目之间潜在关系的技术。
它的目标是发现不同项目之间的关联规则，即在给定一个项目集合中的一个项目出现时，其他项目也很可能出现的规律。
关联分析可以应用于各种领域，如市场篮子分析、DNA 序列分析和推荐系统等。
关联分析的原理可以用关联规则来解释，关联规则通常由三个部分组成：前项（antecedent）、后项（consequent）和支持度（support）和置信度（confidence）。
前项和后项表示项集中的两个项目，支持度表示数据集中同时包含前项和后项的概率，置信度表示在给定前项的情况下，后项出现的概率。
关联分析的核心是寻找频繁项集和关联规则。
频繁项集是指在数据集中经常同时出现的一组项目。
发现频繁项集的过程称为频繁项集挖掘。
最常用的频繁项集挖掘算法是Apriori算法。
Apriori算法的基本思想是通过不断迭代扫描数据集，找出满足最小支持度要求的频繁项集。
在每一次迭代中，Apriori算法生成候选项集，然后计算每个候选项集的支持度。
如果候选项集的支持度超过最小支持度要求，则将其加入频繁项集。
然后，算法使用频繁项集生成新的候选项集，重复这个过程直到没有更多的频繁项集可以生成。
通过Apriori算法，可以高效地发现数据集中的频繁项集。
一旦找到频繁项集，就可以根据它们生成关联规则。
关联规则的置信度可以通过计算前项和后项的支持度之间的比值来确定。
通常，只有具有足够高置信度的关联规则才会被认为是有意义的。
关联分析的应用非常广泛。
在市场篮子分析中，关联分析可以帮助发现不同商品之间的关联关系，从而进行交叉销售和精确定价。
在DNA序列分析中，关联分析可以用来发现基因之间的关系，帮助科学家理解基因功能和疾病机制。
在推荐系统中，关联分析可以根据用户的购买历史和行为，推荐其他可能感兴趣的项目。
然而，关联分析也面临一些挑战和限制。
首先，它假设数据集中的项目是彼此独立的，这在现实情况下并不总是成立。
关联分析基本概念与算法
关联分析基本概念与算法关联分析（Association Analysis）是一种在大规模数据集中寻找项集之间有意义关联关系的数据挖掘技术。
它的基本任务是发现数据集中的项目之间的频繁关联模式（Frequent Pattern）和关联规则（Association Rule）。
1.频繁关联模式频繁关联模式是指在数据集中经常同时出现的项集。
如果一个项集的支持度大于等于用户事先设定的最小支持度阈值，则称该项集为频繁项集。
频繁关联模式的发现是关联分析的核心任务。
2.关联规则关联规则是指一个集合中的一个子集在给定另一个集合的条件下出现的概率。
关联规则可以表示为X->Y，其中X和Y分别为项集。
关联规则呈现了一个条件和结论之间的关系。
根据关联规则中的置信度（Confidence）和支持度（Support）等指标，可以对规则进行排序和筛选。
3.支持度与置信度支持度（Support）是指一个项集在数据集中出现的频次。
在关联分析中，项集的支持度是指该项集在数据集中出现的概率。
置信度（Confidence）是指一个关联规则的可信程度。
在关联分析中，置信度表示当一个项集出现时，另一项集也会同时出现的概率。
为了发现频繁关联模式和关联规则，关联分析算法中常用的两种方法是Apriori算法和FP-Growth算法。
1. Apriori算法Apriori算法是一种基于候选生成和剪枝的算法。
该算法的基本思想是通过迭代计算递增长度的候选项集，然后按照最小支持度筛选出频繁项集，从而生成频繁关联模式。
Apriori算法的过程如下：(1)初始化，生成所有的单个项集；(2)通过计算支持度筛选出频繁一项集；(3)进一步生成候选二项集，并利用剪枝策略和支持度进行筛选，得到频繁二项集；(4)迭代生成更高阶的候选项集，并以频繁(k-1)项集为基础进行筛选，直到没有更高阶的频繁项集为止。
2. FP-Growth算法FP-Growth算法是一种基于频繁模式树（FP-Tree）的算法。
关联规则和关联分析PPT讲稿
购物篮事务的例子
TID
项集
1
{面包，牛奶}
2
{面包，尿布，啤酒，鸡蛋}
3
{牛奶，尿布，啤酒，可乐}
4
{面包，牛奶，尿布，啤酒}
5
{面包，牛奶，尿布，可乐}
第一节 关联规则基本概念和关联规则挖掘分类
• 关联规则的基本概念 • 关联规则挖掘的基本过程与分类
buys (X , "computer") buys (X , "software")
• 多维关联规则
关联规则挖掘分类 (2)
– 根据规则集所涉及的抽象层 • 单层关联规则 • 多层关联规则 （在不同的抽象层发现关联规则）
age ( X , "30...39") buys ( X , "computer") age ( X , "30...39") buys ( X , "laptop_ computer")
关联规则和关联分析课件
摘要
• 关联规则挖掘是数据挖掘中成果颇丰而且
比较活跃的研究分支。本章主要介绍了关 联规则挖掘的基本概念及其分类，以单维 单层布尔关联规则的挖掘理论为切入点， 介绍关联规则挖掘理论模型以及算法方面 的内容，并简单扼要介绍了多层关联规则 挖掘、多维关联规则挖掘的相关内容，最 后通过一个实例给出了关联分析的医学应 用。
中出现的不同项的相关性。
• 关联分析（association analysis）：用于发现隐藏
在大型数据集中的令人感兴趣的联系。所发现的 联系可以用关联规则或者频繁项集的形式表示。 关联规则挖掘就是从大量的数据中挖掘出描述数 据项之间相互联系的有价值的有关知识。
数据分析之关联分析
一，关联分析定义关联分析，就是从大规模数据中，发现对象之间隐含关系与规律的过程，也称为关联规则学习。
例如：购物篮分析，最早是为了发现超市销售数据库中不同的商品之间的关联关系。
用于寻找数据集中各项之间的关联关系。
根据所挖掘的关联关系，可以从一个属性的信息来推断另一个属性的信息。
当置信度达到某一阈值时，可以认为规则成立。
常用的关联分析算法二，关联规则概念1.项与项集项，指我们分析数据中的一个对象；项集，就是若干项的项构成的集合，如集合{牛奶、麦片、糖}是一个3项集2.支持度某项集在数据集中出现的概率。
即项集在记录中出现的次数，除以数据集中所有记录的数量。
支持度体现的是某项集的频繁程度，只有某项集的支持度达到一定程度，我们才有研究该项集的必要。
support(A)=count(A)/count(dataset)=P(A)3.置信度项集A发生，则项集B发生的概率。
关联规则{A->B}中，A与B同时出现的次数，除以A出现的次数。
置信度体现的是关联规则的可靠程度，如果关联规则{A->B}的置信度较高，则说明当A发生时，B有很大概率也会发生，这样就可能会带来研究价值。
4.提升度关联规则{A->B}中，提升度是指{A->B}的置信度，除以B的支持度提升度体现的是组合（应用关联规则）相对不组合(不应用关联规则)的比值，如果提升度大于1，则说明应用该关联规则是有价值的。
如果提升度小于1，说明应用该关联规则起到了负面影响。
因此，我们应该尽可能让关联规则的提升度大于1，提升度越大，则应用关联规则的效果越好。
（注：如果两个事件相互独立，P(AB)=p(A)*P(B),提升度为1）.5.频繁项集如果项集I的支持度满足预定义的最小支持度阈值，则I是频繁项集。
通常情况下，我们只会对频繁出现的项集进行研究。
如果一个频繁项集含有K个元素，我们称之为频繁K项集。
6.最小支持度用户或专家定义的衡量支持度的一个阈值，表示项集在统计意义上的最低重要性。
关联分析报告
关联分析报告概述关联分析（Association Analysis）是一种常用的数据挖掘技术，用于发现数据集中的频繁项集和关联规则。
通过关联分析，可以揭示不同项之间的关联性，帮助决策者了解产品的销售情况、购物篮分析、用户行为等。
本报告将介绍关联分析的基本概念、算法和应用，并通过一个实际案例进行分析。
关联规则与支持度、置信度关联规则表示属性项或属性集之间的关系。
在关联分析中，关联规则通常以“IF-THEN”格式表示：“如果项集X出现，则项集Y也可能出现”。
支持度（Support）是指某个项集在数据集中出现的频率。
支持度能够反映项集的普遍程度，即项集在数据中出现的频率越高，其支持度越大。
置信度（Confidence）是指包含某个项集X的事务中，同时也包含另一个项集Y的概率。
置信度可以用来度量关联规则的可信度，即当项集X出现时，出现项集Y的可能性有多大。
Apriori 算法Apriori 算法是一种经典的关联规则挖掘算法，通过逐层搜索频繁项集进行关联规则的发现。
Apriori 算法的基本思想是利用Apriori 原理，即如果一个项集是频繁的，则它的所有子集也一定是频繁的。
算法的流程如下：1.初始化候选项集，包括所有单个项。
2.计算候选项集的支持度，删除低于最小支持度阈值的候选项集。
3.根据频繁项集生成候选项集，通过连接生成候选项集的新项。
4.重复步骤2和步骤3，直到没有更多的候选项集产生。
通过 Apriori 算法，可以高效地找到频繁项集和关联规则，从而帮助决策者发现数据集中的潜在关联关系。
实际案例分析假设我们有一个销售数据集，包含了顾客购买的商品信息。
现在我们要分析这些购买数据，找出频繁项集和关联规则，从而帮助商家了解商品之间的关联关系。
首先，我们需要进行数据预处理，将原始数据转化为适合进行关联分析的形式。
在这个案例中，我们将商品信息转化为二进制编码的形式，将每个商品作为一个属性，1表示购买，0表示未购买。
数据挖掘领域中的关联规则挖掘与关联性分析研究
数据挖掘领域中的关联规则挖掘与关联性分析研究数据挖掘是从大量数据中发现有用信息的过程，是一项广泛应用于各个领域的技术。
关联规则挖掘和关联性分析是数据挖掘中的一项重要技术，用于发现数据之间的相关性和隐藏的规律。
本文将探讨关联规则挖掘的基本概念、方法和应用，并介绍关联性分析的相关研究。
首先，我们来了解关联规则挖掘的基本概念。
关联规则是指一个数据集中的项之间的关联关系。
常用的关联规则表示形式为“A->B”，表示项集A出现时，项集B也会相应地出现。
关联规则挖掘就是从一个数据集中寻找满足最小支持度和最小置信度阈值的关联规则。
关联规则挖掘的方法有多种，其中最常用的是Apriori算法。
Apriori算法是一种基于频繁项集的方法，通过频繁项集的扩展来逐步生成满足支持度和置信度要求的关联规则。
该算法的核心思想是通过候选项集的剪枝操作来减少搜索空间，从而提高效率。
在进行关联规则挖掘时，需要考虑两个重要指标：支持度和置信度。
支持度指的是项集在数据集中出现的频率，用来衡量项集的普遍程度；置信度指的是关联规则的准确性，用来衡量关联规则的可靠程度。
通过调整这两个指标的阈值，可以控制关联规则的数量和质量。
关联规则挖掘在许多领域都有广泛的应用。
在市场营销中，关联规则可以用于购物篮分析，帮助商家了解消费者的购买习惯，从而提供个性化的推荐；在医学研究中，关联规则可以用于疾病预测，通过挖掘患者的病历数据，发现与疾病相关的规律；在社交网络分析中，关联规则可以用于发现用户之间的互动模式，从而揭示人们的社交行为。
除了关联规则挖掘，关联性分析也是数据挖掘中一个重要的研究方向。
关联性分析主要研究数据之间的关联性，包括相关性分析、时间序列分析和多变量分析等。
关联性分析的目标是找出数据之间的关联关系，从而进行数据的预测、分类和聚类等任务。
在相关性分析中，我们通常使用相关系数来度量两个变量之间的线性关系。
常见的相关系数有皮尔逊相关系数和斯皮尔曼相关系数。
关联规则与关联分析
关联规则与关联分析关联规则是形如“X -> Y”的规则，表示当一些事务包含项集X时，很有可能也包含项集Y。
其中，X和Y是不相交的项集，即X∩Y=∅。
关联规则可以利用数据中的频繁项集来发现，频繁项集是指在数据集中经常共同出现的项集。
关联规则中的支持度（Support）和置信度（Confidence）是用来度量关联性强度的指标。
支持度指一些项集在数据集中的出现频率，而置信度指在一个规则“X -> Y”中，项集X和项集Y同时出现的频率。
关联分析是通过计算频繁项集和关联规则来挖掘数据集中的关联关系。
关联分析的过程涉及两个步骤：第一步是找出频繁项集，即在数据集中出现频率超过预设阈值的项集；第二步是根据频繁项集生成关联规则，并计算支持度和置信度。
在关联分析中，常用的算法有Apriori算法和FP-Growth算法。
Apriori算法是一种经典的关联分析算法，它通过迭代扫描数据集来发现频繁项集。
Apriori算法的核心思想是利用“逐层剪枝”的方法，从单个项集开始，依次生成更高层次的频繁项集，直到不能再生成为止。
Apriori算法的效率相对较低，尤其对于大规模数据集来说，但它的思想也被用于其他关联分析算法的改进和优化。
FP-Growth算法是一种基于前缀树（FP-Tree）的关联分析算法，它通过构建FP-Tree来发现频繁项集。
FP-Growth算法的优点是只需要两次扫描数据集，相对于Apriori算法具有更高的效率。
在构建FP-Tree的过程中，FP-Growth算法通过路径压缩等技术来减少内存消耗。
FP-Growth算法的思想已经被广泛应用，并发展出了各种变种算法和优化策略。
关联规则和关联分析在实际应用中有广泛的应用场景，例如市场篮子分析、交叉销售推荐、用户行为分析等。
通过关联规则和关联分析，可以发现数据集中的隐藏规律和关联关系，为决策和推荐提供有价值的信息。
关联规则分析及应用课件
目录
基本概念
关联规则挖掘过程
分类
关联规则的价值衡量
4
1
2
3
挖掘算法
关联规则的应用
5
6
绪论
在购买铁锤的顾客当中，有70％的人同时购买了铁钉。 年龄在40 岁以上，工作在A区的投保人当中，有45％的人曾经向保险公司索赔过。 在超市购买面包的人有70%会购买牛奶
绪论
一、基本概念
设 I={I1,I2,…,In} 是项的集合。 任务相关数据D：是事务（或元组）的集合。 事务T：是项的集合，且每个事务具有事务标识符TID。 项集A：是T 的一个子集，加上TID 即事务。 项集(Items)：项的集合，包含k个项的项集称为k-项集，如二项集{I1,I2}。 支持度计数(Support count)：一个项集的出现次数就是整个数据集中包含该项集的事务数。
三、关联规则的分类
基于规则中处理的变量的类别 布尔型: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； B. 数值型 :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。 eg： 性别=“女”=>职业=“秘书” 性别=“女”=>avg（收入）=2300
I(A B)=
三、关联规则的分类
基于规则中处理的变量的类别 布尔型：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； B. 数值型：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。 eg： 性别=“女”=>职业=“秘书” 性别=“女”=>avg（收入）=2300
《关联规则七章》PPT课件_OK
❖ 7.1 关联规则 ❖ 7.2 关联规则的挖掘方法 ❖ 7.3 算法与讨论 ❖ 7.4 Apriori算法（操作实例）
1
7.1 关联规则-引言
❖ 关联：是两个或多个变量取值之间存在的一类重要的 可被发现的某种规律性
❖ 关联可分为简单关联、时序关联、因果关联
❖ 关联分析：目的是寻找给定数据记录集中数据项之间 隐藏的关联关系，描述数据之间的密切度
❖ 多层关联规则：
变量涉及不同抽象层次的项或属性。 如：age(X,“30…39”) → buys(X, “laptop computer”)；
age(X,“30…39”) → buys(X, “computer”) 顾客X购买的商品涉及不同抽象层次（“computer” 比
“laptop computer”抽象层次更高）
❖ 关联规则：是关联分析的常见结果，用于寻找在同一 个事件中出现的不同项的相关性
关联规则发现的主要对象是交易型数据库；
关联规则是描述在一个交易中物品之间同时出现的
规律的知识模式，更确切的说，关联规则是通过量
化的数字描述物品A的出现对物品B的出现有多大
的影响
2
7.1 关联规则-例子
购物篮分析－引发关联规则挖掘的例子
4
7.1 关联规则-概念-2
❖ 关联规则的支持度和可信度 支持度是重要性的度量；可信度是准确度的度量
❖ 规则 A→B具有支持度S，表示S是D中事务包含AUB的 百分比，即联合概率P(AUB)，也可以表示为： support(A→B)= P(AUB) = (包含A和B的事务数 / 事务总 数)×100%
P(B|A)/P(B)
7
7.1 关联规则-概念-小结
关联规则与关联分析讲解
关联规则与关联分析讲解1.概念关联规则是一种用于描述数据集中数据项之间关联关系的规则。
每一条关联规则包含两个部分：前提（即前置条件或左手边）和结论（即后件或右手边）。
例如，一条关联规则可以表示为：“如果顾客购买牛奶和面包，那么他们很可能也购买黄油。
”其中，“顾客购买牛奶和面包”是前提，而“他们很可能也购买黄油”是结论。
关联分析是通过寻找关联规则来进行的。
它基于经验数据，通过计算每一个规则的支持度和置信度，来确定该规则是否为有效关联规则。
2.关联规则挖掘的步骤关联规则挖掘一般包括以下几个步骤：（1）数据预处理：对原始数据进行清洗与去噪，处理缺失值和异常值等。
（2）候选项集生成：生成频繁项集作为候选项集。
（3）计算支持度：计算每个候选项集的支持度，即该项集出现的次数与总事务数之比。
（4）剪枝操作：根据最小支持度阈值对候选项集进行剪枝，去除不满足支持度限制的项集。
（5）计算置信度：计算每个频繁项集对应的关联规则的置信度，即该规则的支持度除以前提项集的支持度。
（6）规则评价：通过支持度和置信度来评价关联规则的优劣。
（7）关联规则选择：根据给定的评价标准，选择满足要求的关联规则。
3.应用场景关联分析广泛应用于市场营销、产品推荐、购物篮分析、网络传播等领域。
下面以购物篮分析为例进行说明。
在零售业，分析顾客购买行为对于提高销售非常重要。
通过关联分析，可以发现一些潜在的购买规律，例如“当顾客购买尿不湿时，他们很可能会购买婴儿食品”。
基于这个发现，商家可以将这两种商品在附近放置，提高顾客购买的可能性。
此外，关联规则还可以用于制定定制化的产品推荐策略。
例如，在电商平台上，通过分析用户购买历史和行为数据，可以发现用户经常同时购买的商品，并根据这些发现推荐相关产品给用户，提高用户满意度和销售额。
4.关联规则挖掘的算法关联规则挖掘有多种算法可供选择，其中最常用的是Apriori算法和FP-growth算法。
Apriori算法是一种基于频繁项集的关联规则挖掘算法。
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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被称为项集（itemset） • 如果一个项集包含k个项，则称它为k-项集。
例如{啤酒，尿布，牛奶}是一个3-项集。 • 空集是指不包含任何项的项集。
• 事务的宽度定义为事务中出现项的个数。
• 如果项集X是事务tj的子集，则称事务tj包含 项集X。
– 根据规则中涉及的数据维
• 单维关联规则 • （仅涉及buys这个维）
buys (X , "computer") buys (X , "software")
第四章 关联规则与关联分析
摘要
• 关联规则挖掘是数据挖掘中成果颇丰而且 比较活跃的研究分支。本章主要介绍了关 联规则挖掘的基本概念及其分类，以单维 单层布尔关联规则的挖掘理论为切入点， 介绍关联规则挖掘理论模型以及算法方面 的内容，并简单扼要介绍了多层关联规则 挖掘、多维关联规则挖掘的相关内容，最 后通过一个实例给出了关联分析的医学应 用。
规则度量：支持度和置信度
Customer buys both
Customer buys diaper
• 对所有满足最小支持度 和置信度的关联规则
– 支持度s是指事务集D中 包含 A B 的百分比
sup port(A B) P(A B)
Customer buys beer
TID 2000 1000 4000 5000
• 关联分析（association analysis）：用于发现隐 藏在大型数据集中的令人感兴趣的联系。所发现 的联系可以用关联规则或者频繁项集的形式表示。 关联规则挖掘就是从大量的数据中挖掘出描述数 据项之间相互联系的有价值的有关知识。
• 应用：购物篮分析、生物信息学、医疗诊断、 Web挖掘、科学数据分析、分类设计、捆绑销售 和亏本销售分析
购买的item A,B,C A,C A,D B,E,F
– 置信度c是指D中包含A 的事务同时也包含B的百 分比
confidence(A B) P(B | A) P(A B) / P(A)
• 假设最小支持度为50%， 最小置信度为50%，则 有如下关联规则
– A C (50%, 66.6%) – C A (50%, 100%)
购物篮分析
• 如果问题的全域是商店中所有商品的集合，则对 每种商品都可以用一个布尔量来表示该商品是否 被顾客购买，则每个购物篮都可以用一个布尔向 量表示；而通过分析布尔向量则可以得到商品被 频繁关联或被同时购买的模式，这些模式就可以 用关联规则表示（0001001100，这种方法丢失了什么信息？）
• 计算每一个可能规则的支持度和置信度。 但是这种方法由于过高的代价而让人望而 却步。
关联规则挖掘任务的步骤
• 找出所有频繁项集：其目标是发现满足最 小支持度阈值的所有项集，这些项集称作 频繁项集（frequent itemset）
• 由频繁项集产生强关联规则：其目标是从 上一步发现的频繁项集中提取所有高置信 度的规则，这些规则称作强规则（strong rule）
关联规则挖掘的基本过程与分类
• 关联规则挖掘的基本过程 • 关联规则挖掘的分类
关联规则挖掘的基本过程
• 给定事务的集合T，关联规则发现是指找出 支持度大于等于minsup，并且置信度大于 等于minconf的所有规则，其中minsup和 minconf是对应的支持度和置信度的阈值。
原始关联规则挖掘方法：
• 项集的一个重要性质就是它的支持度计数， 即包含特定项集的事务个数，数学上，项 集X的支持度计数σ（X）可以表示为： σ （X）=|{ti|X≤ti，ti∈T}|
• 关联规则是形如X→Y的蕴含表达式，其中 X和Y是不相交的项集。
• 关联规则的强度可以用它的支持度 （support）和置信度（confidence）度量。 支持度确定了规则可以用于给定数据集的 频繁程度，而置信度确定了Y包含X的事务 中出现的频繁程度。
关联规则挖掘分类 (1)
• 关联规则有多种分类：
– 根据规则中所处理的值类型
• 布尔关联规则
computer financial_ management_ software
• 量化关联规则（规则描述的是量化的项或属性间的关联性）
age ( X , "30...39") income( X , "42k...48k") buys ( X , "computer")
什么是关联规则挖掘？
• 关联规则挖掘：
– 从事务数据库，关系数据库和其他信息存储中 的大量数据的项集之间发现有趣的、频繁出现 的模式、关联和相关性。
• 应用：
– 购物篮分析、分类设计、捆绑销售等
“尿布与啤酒”——典型关联分析 案例
• 采用关联模型比较典型的案例是“尿布与 啤酒”的故事。在美国，一些年轻的父亲 下班后经常要到超市去买婴儿尿布，超市 也因此发现了一个规律，在购买婴儿尿布 的年轻父亲们中，有30%～40%的人同时 要买一些啤酒。超市随后调整了货架的摆 放，把尿布和啤酒放在一起，明显增加了 销售额。同样的，我们还可以根据关联规 则在商品销售方面做各种促销活动。
• 关联规则的两个兴趣度度量 – 支持度 buys ( X , "computer") buys ( X , "software") – 置信度 [sup port 2%, confidence 60%]
• 关联（association）：两个或多个变量的取值之 间存在某种规律性。
• 关联规则（association rule）：指在同一个事件 中出现的不同项的相关性。
购物篮事务的例子
TID
项集
1
{面包，ห้องสมุดไป่ตู้奶}
2
{面包，尿布，啤酒，鸡蛋}
3
{牛奶，尿布，啤酒，可乐}
4
{面包，牛奶，尿布，啤酒}
5
{面包，牛奶，尿布，可乐}
第一节 关联规则基本概念和关联规则挖掘分类
• 关联规则的基本概念 • 关联规则挖掘的基本过程与分类
关联规则的基本概念
• 令I={i1， i2， ……，id}是购物篮数据中所 有项的集合，而T={t1， t2， ……，tn}是 所有事务的集合。