機器學習實戰 apriori

2021-07-10 18:39:14 字數 3804 閱讀 7374

前面主要學習了機器學習的兩大塊:分類,回歸,接下來的兩節進入到頻繁項集和關聯規則的分析。

關聯分析中最著名的例子當屬啤酒和尿布了。

為了定義上述的頻繁和關聯我們引入兩個定義:

1、支援度:資料集中包含該集項的記錄所佔的比例

2、置信度:對於關聯規則p–>m,該規則的置信度為:support(p u m) /support( p )

然而,可以通過簡單的計算發現,如果要簡單的重舉各個資料項之間的組合關係是乙個非常龐大的工程,為了解決這一計算的問題,我們引入apriori演算法,即:如果某項集是非頻繁的,那麼該項集的子集也是非頻繁的。

生成候選項集:(支援度)

演算法原理:

佔位符

演算法實現:

def

loaddataset

():return [[1, 3, 4], [2, 3, 5], [1, 2, 3, 5], [2, 5]]

defcreatec1

(dataset):

c1 =

for transaction in dataset:

for item in transaction:

ifnot [item] in c1:

c1.sort()

return map(frozenset, c1)#use frozen set so we

#can use it as a key in a dict

#掃瞄記錄,返回大於最小支援度的資料項集

defscand

(d, ck, minsupport):

sscnt = {}

for tid in d:

for can in ck:

if can.issubset(tid):

ifnot sscnt.has_key(can): sscnt[can]=1

else: sscnt[can] += 1

numitems = float(len(d))

retlist =

supportdata = {}

for key in sscnt:

support = sscnt[key]/numitems

if support >= minsupport:

retlist.insert(0,key)

supportdata[key] = support

return retlist, supportdata

apriori實現:演算法原理:

演算法實現:

#從多個子集中構造不重複的超集

#這裡有乙個演算法上的trick,結合下面的函式apriori,思考一下,如果由子集{1,2},{1,3},{2,3}構造超集{1,2,3}.你會怎樣實現,使得所用時間最小呢?

defapriorigen

(lk, k):

#creates ck

retlist =

lenlk = len(lk)

for i in range(lenlk):

for j in range(i+1, lenlk):

l1 = list(lk[i])[:k-2]; l2 = list(lk[j])[:k-2]

l1.sort(); l2.sort()

if l1==l2: #if first k-2 elements are equal

return retlist

defapriori

(dataset, minsupport = 0.5):

c1 = createc1(dataset)

d = map(set, dataset)

l1, supportdata = scand(d, c1, minsupport)

l = [l1]

k = 2

while (len(l[k-2]) > 0):

ck = apriorigen(l[k-2], k)

lk, supk = scand(d, ck, minsupport)#scan db to get lk

supportdata.update(supk)

k += 1

return l, supportdata

從候選集中發現關聯規則(置信度)

def

generaterules

(l, supportdata, minconf=0.7):

#supportdata is a dict coming from scand

bigrulelist =

for i in range(1, len(l)):#only get the sets with two or more items

for freqset in l[i]:

h1 = [frozenset([item]) for item in freqset]

if (i > 1):

rulesfromconseq(freqset, h1, supportdata, bigrulelist, minconf)

else:

calcconf(freqset, h1, supportdata, bigrulelist, minconf)

return bigrulelist

#計算每個規則的置信度並返回置信度》=最小置信度的規則

#h中包含的是所有可能的**項,(弄清楚p,m)

defcalcconf

(freqset, h, supportdata, brl, minconf=0.7):

prunedh = #create new list to return

for conseq in h:

conf = supportdata[freqset]/supportdata[freqset-conseq] #calc confidence

if conf >= minconf:

print freqset-conseq,'-->',conseq,'conf:',conf

return prunedh

#這乙個函式要多理解一下,這是為了從更進一步的找出關聯規則,可以通過將上面的資料帶進去,梳理一下程式的流程。

defrulesfromconseq

(freqset, h, supportdata, brl, minconf=0.7):

m = len(h[0])

if (len(freqset) > (m + 1)): #try further merging

hmp1 = apriorigen(h, m+1)#create hm+1 new candidates

hmp1 = calcconf(freqset, hmp1, supportdata, brl, minconf)

if (len(hmp1) > 1): #need at least two sets to merge

rulesfromconseq(freqset, hmp1, supportdata, brl, minconf)

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