机器学习（十五）— Apriori算法、FP Growth算法

1、Apriori算法

　　Apriori算法是常用的用于挖掘出数据关联规则的算法，它用来找出数据值中频繁出现的数据集合，找出这些集合的模式有助于我们做一些决策。

　　Apriori算法采用了迭代的方法，先搜索出候选1项集及对应的支持度，剪枝去掉低于支持度的1项集，得到频繁1项集。然后对剩下的频繁1项集进行连接，得到候选的频繁2项集，筛选去掉低于支持度的候选频繁2项集，得到真正的频繁二项集，以此类推，迭代下去，直到无法找到频繁k+1项集为止，对应的频繁k项集的集合即为算法的输出结果。

　　可见这个算法还是很简洁的，第i次的迭代过程包括扫描计算候选频繁i项集的支持度，剪枝得到真正频繁i项集和连接生成候选频繁i+1项集三步。

　　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。比如，图2中{豆奶}的支持度为4/5。支持度是针对项集来说的，因此可以定义一个最小支持度，而只保留满足最小支持度的项集。可信度或置信度(confidence)是针对一条诸如{尿布}->{葡萄酒}的关联关系来定义的。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})”

　　

 

　　

　　　算法步骤：

　　    输入：数据集合D，支持度阈值αα

　　　输出：最大的频繁k项集

　　　1）扫描整个数据集，得到所有出现过的数据，作为候选频繁1项集。k=1，频繁0项集为空集。

　　　2）挖掘频繁k项集

　　　　　a) 扫描数据计算候选频繁k项集的支持度

　　　　　b) 去除候选频繁k项集中支持度低于阈值的数据集,得到频繁k项集。如果得到的频繁k项集为空，则直接返回频繁k-1项集的集合作为算法结果，算法结束。如果得到的频繁k项集只有一项，则直接返回频繁k项集的集合作为算法结果，算法结束。

　　　　　c) 基于频繁k项集，连接生成候选频繁k+1项集。

　　　3） 令k=k+1，转入步骤2。

　　　从算法的步骤可以看出，Aprior算法每轮迭代都要扫描数据集，因此在数据集很大，数据种类很多的时候，算法效率很低。

2、FP Growth算法

 　　作为一个挖掘频繁项集的算法，Apriori算法需要多次扫描数据，I/O是很大的瓶颈。为了解决这个问题，FP Tree算法（也称FP Growth算法）采用了一些技巧，无论多少数据，只需要扫描两次数据集，因此提高了算法运行的效率。

　　参考：http://www.cnblogs.com/pinard/p/6307064.html