5关联规则及相关算法讲解
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关联规则的计算关联规则是数据挖掘中非常重要的一种方法,它可以发现数据集中不同项之间的关系,帮助我们从海量数据中发现有价值的信息和规律,对于商业决策和市场分析具有重要的作用。
而关联规则的计算是实现关联规则挖掘的关键步骤之一,下面我们就来了解一下关联规则的计算方法。
关联规则的计算方法主要包括支持度、置信度和提升度三个指标。
支持度是指某个项集在所有项集中出现的频率,是衡量某些项集之间关联程度的重要指标。
置信度是在前提条件下,后件出现的概率,也就是条件概率,是刻画关联规则强度的指标。
提升度则是指含有前提条件时,后件出现的概率与不含前提条件时后件出现的概率的比值,它是用来衡量前提条件对于后件出现的影响程度的指标。
下面我们来看一下如何通过这三个指标来计算关联规则。
以购物清单为例,假设我们有以下几个物品:牛奶、面包、鸡蛋、茶叶、咖啡和蜂蜜。
我们希望计算出购买牛奶和面包的人还会购买什么物品。
我们需要计算出所有物品的支持度。
假设有10个人购买了牛奶,那么牛奶的支持度就是10/总人数。
同理,面包的支持度也可以计算出来。
我们假设有5个人同时购买了牛奶和面包,那么购买牛奶和面包的支持度就是5/总人数。
接下来,我们可以通过支持度来计算置信度。
如果有5个人同时购买了牛奶和面包,其中4个人购买了鸡蛋,那么购买牛奶和面包的人购买鸡蛋的置信度就是4/5。
同理,我们可以计算购买牛奶和面包的人购买其他物品的置信度。
我们可以通过置信度来计算提升度。
如果购买牛奶和面包的人购买鸡蛋的提升度为2,那么就意味着购买牛奶和面包的人购买鸡蛋的概率是一般人购买鸡蛋概率的两倍。
同理,我们可以计算购买牛奶和面包的人购买其他物品的提升度。
在实际应用中,我们通常会设置一个最小支持度和最小置信度的阈值,只有满足这些阈值的关联规则才会被挖掘出来。
这样可以减少计算量,同时也可以提高关联规则的准确性。
关联规则的计算可以帮助我们发现数据集中不同项之间的关系,从而挖掘出有价值的信息和规律。
在数据挖掘的知识模式中,关联规则模式是比较重要的一种。
关联规则的概念由Agrawal、Imielinski、Swami 提出,是数据中一种简单但很实用的规则。
关联规则模式属于描述型模式,发现关联规则的算法属于无监督学习的方法。
一、关联规则的定义和属性考察一些涉及许多物品的事务:事务1 中出现了物品甲,事务2 中出现了物品乙,事务3 中则同时出现了物品甲和乙。
那么,物品甲和乙在事务中的出现相互之间是否有规律可循呢?在数据库的知识发现中,关联规则就是描述这种在一个事务中物品之间同时出现的规律的知识模式。
更确切的说,关联规则通过量化的数字描述物品甲的出现对物品乙的出现有多大的影响。
现实中,这样的例子很多。
例如超级市场利用前端收款机收集存储了大量的售货数据,这些数据是一条条的购买事务记录,每条记录存储了事务处理时间,顾客购买的物品、物品的数量及金额等。
这些数据中常常隐含形式如下的关联规则:在购买铁锤的顾客当中,有70 %的人同时购买了铁钉。
这些关联规则很有价值,商场管理人员可以根据这些关联规则更好地规划商场,如把铁锤和铁钉这样的商品摆放在一起,能够促进销售。
有些数据不像售货数据那样很容易就能看出一个事务是许多物品的集合,但稍微转换一下思考角度,仍然可以像售货数据一样处理。
比如人寿保险,一份保单就是一个事务。
保险公司在接受保险前,往往需要记录投保人详尽的信息,有时还要到医院做身体检查。
保单上记录有投保人的年龄、性别、健康状况、工作单位、工作地址、工资水平等。
这些投保人的个人信息就可以看作事务中的物品。
通过分析这些数据,可以得到类似以下这样的关联规则: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。
在这条规则中,“年龄在40 岁以上”是物品甲,“工作在A 区”是物品乙,“向保险公司索赔过”则是物品丙。
可以看出来,A 区可能污染比较严重,环境比较差,导致工作在该区的人健康状况不好,索赔率也相对比较高。
关联规则基本算法关联规则是一种用于发现数据集中属性之间关联关系的技术。
它可用于市场分析、销售预测、推荐系统等领域,有助于了解消费者购买行为、产品关联等。
关联规则算法的基本过程包括:找到频繁项集、生成关联规则和评估规则的可信度。
1.找到频繁项集:频繁项集是指在数据集中经常同时出现的一组项。
使用Apriori算法是发现频繁项集的一种常用方法。
Apriori算法基于Apriori原则,该原则表示如果一个项集是频繁的,那么它的所有子集也是频繁的。
算法的步骤如下:-第一步,扫描数据集,计算每个项的支持度,即项集在数据集中出现的频率。
-第二步,根据设定的最小支持度阈值,选择满足条件的项集作为候选项集。
-第三步,根据候选项集生成新的候选项集,直到无法生成满足条件的项集为止。
-第四步,根据设定的最小支持度阈值,筛选出频繁项集。
2.生成关联规则:在找到频繁项集后,可以根据它们生成关联规则。
关联规则具有形如“A->B”的形式,表示项集A和项集B之间存在其中一种关联关系。
关联规则的生成过程如下:-第一步,对于每个频繁项集,生成该项集的所有非空子集作为规则的前提条件,项集剩余的部分作为规则的结果。
-第二步,根据设定的最小置信度阈值,筛选出满足条件的关联规则。
3.评估规则的可信度:评估规则的可信度是为了确定生成的关联规则是否具有实际意义。
可以使用支持度和置信度来评估规则的可信度。
-支持度是指规则在数据集中出现的频率,可以用来判断规则的普适性。
支持度高表示规则适用范围广。
-置信度是指在前提条件出现的情况下,结果项出现的概率,可以用来判断规则的准确性。
置信度高表示规则的预测准确性高。
通过计算规则的支持度和置信度,可以对规则进行排序和筛选,选择具有较高可信度的关联规则。
关联规则算法有很多改进的方法,例如FP-Growth算法、ECLAT算法等。
这些算法在找到频繁项集的过程中做了优化,提高了算法的效率和准确性。
总结起来,关联规则算法是一种发现数据集中属性之间关联关系的方法。
关联规则算法
关联规则算法是一种机器学习算法,可以用来分析大规模数据集并寻找有价值的知识。
在商业领域,关联规则算法被广泛应用于营销、零售以及金融分析等领域的决策过程中,能够大大提升企业的盈利能力,深受企业家的喜爱。
关联规则算法是一种用来处理交易数据的算法,其主要目标是根据历史交易数据找出隐含在其中的潜在关系。
比如,一家超市可以根据历史购物记录发现,牛奶和坚果类食品的销量深受节假日气氛的影响。
已经了解这种关联后,超市可以利用这一信息,灵活调整促销手段,提高牛奶和坚果类食品的销量。
关联规则算法的基本原则就是最大化「关联置信度」,能够有效识别用户的消费行为,挖掘用户的消费规律,并给出有效的推荐。
关联规则算法的特点是,它可以自动从数据库中生成关联规则,挖掘出数据库中隐藏的丰富潜在联系。
关联规则算法的一般过程分为三步:首先,收集数据,把不同项目相关的事实聚集在一起,以创建一个数据库;其次,根据关联规则技术,从数据库中解析出可能存在的潜在关系;最后,利用这些发现的潜在关系,推断出更多复杂的关系,以期能够指导企业的决策。
关联规则算法的优势在于:它能够以易于理解的方式,揭示隐藏在数据库中的潜在有价值的信息;同时,关联规则算法也可以帮助企业分析分析大批量数据,以期发现潜在的有价值洞见,从而提升整体的决策水平。
总之,关联规则算法是一种高效的数据分析方法,从大规模的历史数据中发现潜在的有价值的信息,能够有效提高企业的决策水平,是了解数据背后的信息,推动企业发展的重要工具。
关联规则算法过程关联规则算法,又称为关联分析算法,是一种数据挖掘算法,用于发现数据集中项目之间的关联关系。
这些关联关系可以用于预测未来事件,或者用于制定更好的商业策略。
一、算法介绍关联规则算法的目的是发现数据集中项目之间的关系,这种关系可以用频繁项集来表示。
频繁项集是一个包含频繁项的项集,频繁项是在数据集中出现频率较高的项。
关联规则算法的基本思想是:在数据集中找出频繁项集,然后从频繁项集中生成关联规则。
关联规则是由一个前项和一个后项组成,前项和后项都是频繁项集。
关联规则的意义是:如果一个事物包含前项,则它也很可能包含后项。
关联规则可以用以下形式表示:前项→ 后项。
二、算法流程关联规则算法的流程如下:1. 扫描数据集,计算每个项的出现频率。
2. 选取阈值min_sup,过滤掉出现频率低于min_sup的项。
3. 构造长度为2的候选集,并扫描数据集,计算每个候选集的出现频率。
4. 选取阈值min_sup,过滤掉出现频率低于min_sup的候选集。
5. 根据长度为2的频繁项集,构造长度为3的候选集,并扫描数据集,计算每个候选集的出现频率。
6. 选取阈值min_sup,过滤掉出现频率低于min_sup的候选集。
7. 根据长度为3的频繁项集,构造长度为4的候选集,并扫描数据集,计算每个候选集的出现频率。
8. 重复上述步骤,直到不能生成更长的候选集为止。
9. 根据频繁项集生成关联规则。
10. 用关联规则进行预测或制定商业策略。
三、算法优化关联规则算法的时间复杂度很高,因为它需要在数据集中生成大量的候选集。
为了提高算法的效率,可以采用以下优化方法:1. 压缩数据集:对于出现频率较低的项,可以将它们从数据集中删除,从而减少候选集的数量。
2. 停止生长:当生成的候选集中有一个子集不是频繁项集时,就可以停止生成更长的候选集了。
3. 剪枝:当一个候选集的所有子集都是频繁项集时,它自己也是频繁项集,可以将它加入频繁项集中。
机器学习技术中的关联规则算法介绍机器学习算法涵盖了广泛的技术和方法,其中关联规则算法是一种常用的数据挖掘技术。
关联规则算法用于发现数据集中项之间的关联关系,帮助我们理解数据中的模式和规律。
本文将介绍关联规则算法的基本原理、应用领域以及常用的相关概念。
一、关联规则算法的基本原理关联规则算法基于项集的概念,项集是指在一个事物集合中出现的所有项的集合。
关联规则算法主要包括两个阶段:频繁项集的挖掘和关联规则的生成。
1. 频繁项集挖掘:首先,算法通过扫描数据集来计算项的支持度,即项集在数据集中出现的频率。
然后,根据支持度设置一个阈值,只有支持度超过这个阈值的项集才被认为是频繁项集。
2. 关联规则生成:在频繁项集的基础上,通过计算置信度来生成关联规则。
置信度是指在满足前提条件(即规则左侧项集)的情况下,后续项出现的概率。
通过设置置信度阈值,只有满足这个阈值的关联规则才会被保留。
二、关联规则算法的应用领域关联规则算法在许多领域都有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:1. 超市交易数据分析:关联规则算法可以用来挖掘超市交易数据中的购买模式和关联商品。
例如,通过发现购买了尿布的顾客还会购买啤酒的规律,超市可以进行更有针对性的促销活动。
2. 网络推荐系统:关联规则算法可以用于推荐系统中的个性化推荐。
通过分析用户的点击和购买记录,系统可以发现用户之间的关联规律,从而给用户推荐更相关的商品或信息。
3. 生物信息学:关联规则算法可以帮助研究者发现生物序列之间的关联规律,如基因序列和蛋白质序列之间的关联。
这对于了解生物系统的功能和相互作用非常重要。
三、常用的相关概念在关联规则算法中,有一些常用的相关概念需要了解:1. 支持度(Support):指项集在数据集中出现的频率,可以用来衡量项集的重要程度。
2. 置信度(Confidence):指在满足前提条件的情况下,后续项出现的概率。
可以用来衡量关联规则的可信程度。
3. 提升度(Lift):指规则中后续项的出现是否依赖于前提条件的程度。