简单关联规则算法实例
关联规则apriori算法代码
关联规则apriori算法代码Apriori算法是数据挖掘中的一种常用算法，用于挖掘数据集中的频繁项集以及关联规则。
它是由Rakesh Agrawal和Ramakrishnan Srikant在其1994年发表的论文“Fast Algorithms for Mining Association Rules”中提出的。
Apriori Algorithm的思想非常简单，基本思路是：如果一个项集是频繁项集，那么其所有的子集一定都是频繁项集。
关联规则表示属性之间的依赖与关系，可以用来进行业务决策和推荐系统服务。
下面给出Apriori算法的Python实现代码。
1. 实现项集的生成项集（itemset）是指一个或多个项（item）组成的集合。
一个项集中的项可以是物品、服务、事件、属性、特征等等。
在关联规则中，一个项集一般表示一种物品的集合，例如购买“牛奶”、“面包”、“可乐”等等。
为了实现Apriori算法，首先需要实现项集的生成。
项集的生成就是将大小为k-1的频繁项集合并成大小为k的候选项集。
具体实现如下：```def apriori_gen(freq_itemsets, k):# 合并大小为k-1的频繁项集candidates = []n = len(freq_itemsets)for i in range(n):for j in range(i+1, n):# 取出前k-2个项，检查是否相同，如果相同则合并L1 = list(freq_itemsets[i])[:k-2]L2 = list(freq_itemsets[j])[:k-2]L1.sort()L2.sort()if L1 == L2:candidates.append(freq_itemsets[i] | freq_itemsets[j])return candidates```频繁项集（frequent itemset）是指支持度达到阈值的项集。
关联规则算法的应用
关联规则算法的应用关联规则算法是数据挖掘领域中一种常用的算法，主要用于发现数据中的关联关系。
它通过分析事务数据中的不同项之间的频繁出现情况，得出各项之间的关联规则，从而帮助人们理解数据中的内在规律和潜在关系。
以下是关联规则算法的几个常见应用。
1.购物篮分析关联规则算法在购物篮分析中得到广泛应用。
购物篮分析是指根据顾客购买行为中的项目频繁出现情况，发现商品之间的关联关系。
通过购物篮分析，商家可以了解顾客购买行为，从而制定更有效的市场推广策略。
例如，通过分析顾客购买牛奶时可能会购买麦片的关联规则，商家可以将这两种商品摆放在附近，提高销售量。
2.网络推荐系统关联规则算法可以用于构建网络推荐系统，根据用户的浏览记录和点击行为，发现不同项之间的关联关系，从而向用户推荐个性化的内容。
例如，在电子商务网站上，当用户浏览了一本书的详细信息后，推荐系统可以根据关联规则算法找到其他购买了该书的用户还购买了哪些相关书籍，并向用户推荐这些书籍，提高用户的购买意愿。
3.医学诊断关联规则算法可以用于医学诊断中，通过分析患者的病例数据，发现症状之间的关联规则，从而辅助医生进行疾病诊断和治疗方案制定。
例如，医生可以通过分析大量的病人数据，发现一些症状同时出现时可能表示其中一种疾病的可能性较大，从而提高诊断准确率。
4.交通规划关联规则算法可以应用于交通规划中，通过分析车辆的出行数据，发现不同道路之间的关联关系，从而对交通流量进行优化调度。
例如，通过分析一些道路的高峰期车流量与其他道路的车流量之间的关联规则，交通管理部门可以合理安排红绿灯的时长，减少拥堵现象。
5.营销活动策划关联规则算法可以用于营销活动策划中，通过分析用户的购买行为和偏好，发现不同商品之间的关联关系，从而制定更精准的促销策略。
例如，根据分析结果，商家可以给购买了一种商品的用户发送优惠券，以鼓励其购买与之关联的其他商品。
总之，关联规则算法广泛应用于各个领域，帮助人们发现数据中的关联关系，从而促进决策和规划的制定。
关联规则及相关算法讲解幻灯片
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主要内容
?关联规则概述 ?Apriori 算法 ?CARMA 算法 ?序列模式
2
关联规则概述
?数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发现的 知识。若两个或多个变量的取值之间存在某种规律 性，就称为 关联。
?关联规则挖掘的一个典型例子是购物篮分析。
?啤酒与尿布的故事
3
啤酒与尿布的故事
?1. 算法组成 ?2. 算法中的符号定义 ?3. 算法的基本过程
?㈡ 实例说明 ?
?4. 用一个简单的例子说明算法原理。
?㈢ CARMA 算法描述 ?
?5. 用自然语言描述算法的实现过程。
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已有的一些关联规则挖掘算法在运行之前要 求用户输入最小置信度和最小支持度。而对用户 来讲，确定合适的最小置信度和最小支持度比较 困难，需要运行算法多次判断最小置信度和最小 支持度是否过高或过低。
? 在这些原始交易数据的基础上，沃尔玛利用数据 挖掘方法对这些数据进行分析和挖掘。
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啤酒与尿布的故事
? 一个意外的发现是：跟尿布一起购买最多的商品 竟是啤酒！
? 经过大量实际调查和分析，揭示了一个隐藏在“ 尿布与啤酒”背后的美国人的一种行为模式：
?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，而他们中有30%～40%的人同时也为自己买 一些啤酒。产生这一现象的原因是：美国的太太们常 叮嘱她们的丈夫下班后为小孩买尿布，而丈夫们在买 尿布后又随手带回了他们喜欢的啤酒。
在Clementine 中应用Apriori 算法
?应用Apriori 节点来对某超市的客户采购数据集进 行购物篮分析。该数据集包含有 21个属性（这些 属性包括： COD、pasta 、milk 、water 、 biscuits 、coffee 、brioches 、yoghurt 、frozen vegetables 、tunny 、beer 、tomato 、souce 、 coke 、rice 、juices 、crackers 、oil 、frozen fish 、ice cream 、mozzarella 、tinned meat 。 其中“COD”是记录编号，其它 20个属性代表 20 种商品），共 46243个记录。每个属性代表某种 商品，其取值为“ 0”或者“1”，“0”表示没有购 买该商品，“ 1”表示购买了该商品。
详细介绍关联规则Apriori算法及实现
详细介绍关联规则Apriori算法及实现看了很多博客，关于关联规则的介绍想做⼀个详细的汇总：⼀、概念表1 某超市的交易数据库交易号TID顾客购买的商品交易号TID顾客购买的商品T1bread, cream, milk, tea T6bread, teaT2bread, cream, milk T7beer, milk, teaT3cake, milk T8bread, teaT4milk, tea T9bread, cream, milk, teaT5bread, cake, milk T10bread, milk, tea定义⼀：设I={i1,i2,…,im}，是m个不同的项⽬的集合，每个ik称为⼀个项⽬。
项⽬的集合I称为项集。
其元素的个数称为项集的长度，长度为k 的项集称为k-项集。
引例中每个商品就是⼀个项⽬，项集为I={bread, beer, cake,cream, milk, tea}，I的长度为6。
定义⼆：每笔交易T是项集I的⼀个⼦集。
对应每⼀个交易有⼀个唯⼀标识交易号，记作TID。
交易全体构成了交易数据库D，|D|等于D中交易的个数。
引例中包含10笔交易，因此|D|=10。
定义三：对于项集X，设定count(X⊆T)为交易集D中包含X的交易的数量，则项集X的⽀持度为：support(X)=count(X⊆T)/|D|引例中X={bread, milk}出现在T1，T2，T5，T9和T10中，所以⽀持度为0.5。
定义四：最⼩⽀持度是项集的最⼩⽀持阀值，记为SUPmin，代表了⽤户关⼼的关联规则的最低重要性。
⽀持度不⼩于SUPmin 的项集称为频繁集，长度为k的频繁集称为k-频繁集。
如果设定SUPmin为0.3，引例中{bread, milk}的⽀持度是0.5，所以是2-频繁集。
定义五：关联规则是⼀个蕴含式：R：X⇒Y其中X⊂I，Y⊂I，并且X∩Y=⌀。
表⽰项集X在某⼀交易中出现，则导致Y以某⼀概率也会出现。
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。
第四章关联规则
以后的一些算法就是利用这个性质
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Apriori 算法找频繁项集
（1）利用“频繁项集的非空子集都是频繁的
项集”这一性质。 （2）先找k-1频繁项集的侯选集，对侯选集中
面包 5 占 62.5%
牛奶 4 水果 2 占 50% 占 25%
面包+牛奶 3 占 37.5%
面包+水果 2 占 25% 面包+水果+牛奶 1 占12.5% 面包+水果+鸡蛋1 占12.5%
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大米，水果,花生油
面包，水果
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(3) 概 念
上述购物数据库例子中：
项目：如面包. 用 i 表示 项目集： 一组项目称为项目集 I={i1, i2,…in}
＝。则规则R的支持度为是交易集D中同时包含X和Y的交 易数与所有交易数之比，记为support(XY),即
count( X Y ) sup port( X Y ) | D|
支持度反映了X和Y中所含的项在交易集中同时出现的频率。由于关 联规则必须由频繁集产生，所有规则的支持度其实就是频繁集的支 持度： count( X Y ) sup port( X Y ) sup port( X Y ) | D|
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(3)
概 念：项集支持度 support()
3、对于项集X,X I，假设count(XT)为交易集D中 包含X的交易数量，则X的支持度为：
sup port( X ) count( X T ) |D|
python关联规则实例
Python关联规则实例1. 简介关联规则是数据挖掘中常用的一种技术，用于发现数据集中不同项之间的关联关系。
它可以帮助我们理解数据集中的模式和趋势，并提供有关项集之间的相关性的有价值信息。
Python作为一种强大而灵活的编程语言，提供了许多用于实现关联规则算法的库和工具。
在本文中，我们将介绍如何使用Python来实现关联规则算法，并给出一个实例来说明其应用。
2. 关联规则算法2.1 Apriori算法Apriori算法是最常见和最经典的关联规则算法之一。
它基于两个重要概念：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。
支持度可以用来衡量一个项集在整个数据集中的重要程度。
•置信度（Confidence）：指在前提条件下，某个项集出现时另一个项集出现的概率。
置信度可以用来衡量两个项集之间的相关性。
Apriori算法通过逐层搜索频繁项集来构建关联规则。
频繁项集是指在给定阈值下具有足够支持度的项集。
算法的基本思想是从单个项开始，逐步生成包含更多项的候选项集，并通过计算支持度来筛选出频繁项集。
2.2 FP-growth算法FP-growth算法是一种用于挖掘频繁模式的高效算法。
与Apriori算法相比，它不需要产生候选项集，而是通过构建一个称为FP树（Frequent Pattern Tree）的数据结构来发现频繁模式。
FP-growth算法具有以下几个关键步骤：1.构建FP树：遍历数据集，统计每个项的支持度，并构建FP树。
2.构建条件模式基：根据FP树和每个项的支持度，构建条件模式基。
3.递归挖掘频繁模式：对于每个条件模式基，递归地应用FP-growth算法来发现频繁模式。
3. Python库和工具Python提供了许多库和工具来实现关联规则算法。
以下是其中一些常用的库和工具：•mlxtend：一个功能强大且易于使用的Python库，提供了实现关联规则和其他数据挖掘任务所需的功能。
apriori关联规则算法 excel
apriori关联规则算法 excelapriori关联规则算法是一种用于挖掘大规模数据集中的频繁项集和关联规则的方法。
在这篇文章中，我们将探讨如何使用apriori算法在Excel中进行关联规则分析。
我们需要了解什么是关联规则。
在数据挖掘中，关联规则是指一个项集的出现与另一个项集的出现之间存在某种关联关系。
例如，在购物数据中，我们可能会发现顾客购买了牛奶，同时也购买了面包。
这种关系可以被表示为一个关联规则：“牛奶 => 面包”。
在Excel中进行关联规则分析的第一步是准备数据。
我们可以将购物清单的数据存储在Excel的表格中。
每一行代表一个购物篮，每一列代表一个商品。
假设我们的数据集中有100个购物篮，每个购物篮中有10个商品。
接下来，我们需要安装并导入apriori算法的库。
在Excel中，我们可以使用VBA宏来实现apriori算法。
首先，打开Excel并按下“Alt + F11”打开VBA编辑器。
然后，点击“工具”菜单，选择“引用”，并勾选“Microsoft Office 16.0 Object Library”和“Microsoft Excel 16.0 Object Library”。
现在，我们可以开始编写VBA宏来实现apriori算法。
首先，我们需要定义一些变量来存储数据和结果。
我们可以使用数组来存储购物篮数据，使用字典来存储频繁项集和关联规则。
然后，我们需要编写一系列的子函数来实现apriori算法的各个步骤。
首先是生成候选项集的函数。
这个函数将根据数据集和当前频繁项集生成新的候选项集。
然后，我们需要编写计算支持度的函数。
这个函数将根据数据集和候选项集计算每个项集的支持度。
接下来，我们需要编写剪枝函数。
这个函数将根据最小支持度阈值剪枝不满足要求的候选项集。
最后，我们需要编写递归函数来生成频繁项集和关联规则。
在Excel中，我们可以使用宏来调用这些函数，并将结果输出到另一个表格中。