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Apriori算法是一种最有影响的挖掘 0-1 布尔关联规则频繁项集的算法。这种算法利用了频繁项集性质的先验知识(因此叫做priori)。Apriori使用了自底向上的实现方式(如果集合 I 不是频繁项集,那么包含 I 的更大的集合也不可能是频繁项集),k – 1 项集用于探索 k 项集。首先,找出频繁 1 项集的集合( L 1 ), L 1 用于找频繁 2 项集的集合 L 2 ,而 L 2 用于找 L 3 ,如此下去,直到不能找到满足条件的频繁 k 项集。搜索每个 L k 需要一次全表数据库扫描。

我们假设一个很小的交易库:{1,2,3,4}, {1,2}, {2,3,4}, {2,3}, {1,2,4}, {3,4}, {2,4}

首先我们先要计算发生频数(或者叫做support)

itemsupport
{1} 3
{2} 6
{3} 4
{4} 5

1项集的最低频数是3,我们姑且认为他们都是频繁的。因此我们找到1项集所有可能组合的pairs:

itemsupport
{1,2} 3
{1,3} 1
{1,4} 2
{2,3} 3
{2,4} 4
{3,4} 3

在这里,{1,3}, {1,4} 不满足support大于3的设定(一般support是3/(3 + 6 + 4 + 5)),因此还剩下的频繁项集是:

itemsupport
{1,2} 3
{2,3} 3
{2,4} 4
{3,4} 3

也就是说,包含{1,3}, {1,4}的项集也不可能是频繁的,这两条规则被prune掉了;只有{2,3,4} 是可能频繁的,但它的频数只有2,也不满足support条件,因此迭代停止。

但我们可以想象,这种算法虽然比遍历的方法要好很多,但其空间复杂度还是非常高的,尤其是 L 1 比较大时, L 2 的数量会暴增。而且每次Apriori都要全表扫描数据库,开销也非常大。

即便如此 apriori 算法在很多场景下也足够用。在R语言中使用 arules 包来实现此算法(封装的是C实现,只要装载的 sparse matrix 可以载入内存,support 设置合理,速度非常快)。

posted on 2017-06-13 11:24  zourui4271  阅读(243)  评论(0编辑  收藏  举报