Apriori算法实验报告及程序

Apriori算法实验报告

学 号：姓 名：专 业：教 师：

计算机应用技术

计算机学院

目 录

1 APRIORI实验 ................................................................................................................................................ 1 1.1 实验背景 ..................................................................................................................................................... 1 1.1.1 国内外研究概况 ................................................................................................................................. 1 1.1.2 发展趋势 ............................................................................................................................................. 1 1.2 实验内容与要求 ......................................................................................................................................... 1 1.2.1 实验内容 ............................................................................................................................................. 1 1.2.2 实验要求 ............................................................................................................................................. 1 1.2.3 实验目的 ............................................................................................................................................. 2 2 APRIORI算法分析与实验环境 .................................................................................................................... 3 2.1 APRIORI算法的描述 .................................................................................................................................... 3 2.2 APRIORI算法的步骤 .................................................................................................................................... 3 2.3 开发环境 ..................................................................................................................................................... 3 2.3.1 软件环境 ............................................................................................................................................. 3 2.3.2 硬件环境 ............................................................................................................................................. 4 2.4 本章小结 ..................................................................................................................................................... 4 3 算法的设计 ...................................................................................................................................................... 5 3.1 APRIORI算法整体框架 ................................................................................................................................ 5 3.2 主要的数据结构与函数 ............................................................................................................................. 5 3.2.1 数据结构 ............................................................................................................................................. 5 3.2.2 主要的程序 ......................................................................................................................................... 6 3.2.3 连接与剪枝操作 ................................................................................................................................. 6 3.3 本章小结 ..................................................................................................................................................... 6 4 数据库的设计与数据的来源 ........................................................................................................................... 7 4.1正确性验证数据 .......................................................................................................................................... 7 4.2 实验数据 ..................................................................................................................................................... 7 4.3 本章小结 ..................................................................................................................................................... 8 5 实验结果与性能分析 ....................................................................................................................................... 9 5.1 APRIORI实验界面 ........................................................................................................................................ 9 5.2 实验的正确性验证 ..................................................................................................................................... 9 5.3 实验性能分析 ........................................................................................................................................... 10 5.3.1固定最小支持度改变数据量 ............................................................................................................ 10 5.3.2固定数据量改变最小支持度 ............................................................................................................. 11 5.3.3实验结果分析 ..................................................................................................................................... 11 5.4 本章小结 ................................................................................................................................................... 12 6 总结与体会 .................................................................................................................................................... 13

1 Apriori实验

1.1 实验背景

现在, 数据挖掘作为从数据中获取信息的有效方法, 越来越受到人们的重视。关联规则挖掘首先是用来发现购物篮数据事务中各项之间的有趣联系。从那以后, 关联规则就成为数据挖掘的重要研究方向,它是要找出隐藏在数据间的相互关系。目前关联规则挖掘的研究工作主要包括：Apriori算法的扩展、数量关联规则挖掘、关联规则增量式更新、无须生成候选项目集的关联规则挖掘、最大频繁项目集挖掘、约束性关联规则挖掘以及并行及分布关联规则挖掘算法等。关联规则的挖掘问题就是在事务数据库D中找出具有用户给定的满足一定条件的最小支持度Minsup和最小置信度Minconf的关联规则。

1.1.1 国内外研究概况

1993年，Agrawal等人首先提出关联规则概念，关联规则挖掘便迅速受到数据挖掘领域专家的广泛关注.迄今关联规则挖掘技术得到了较为深入的发展。Apriori算法是关联规则挖掘经典算法。针对该算法的缺点，许多学者提出了改进算法，主要有基于哈希优化和基于事务压缩等。

1.1.2 发展趋势

关联规则挖掘作为数据挖掘的重要研究内容之一, 主要研究事务数据库、关系数据库和其他信息存储中的大量数据项之间隐藏的、有趣的规律。关联规则挖掘最初仅限于事务数据库的布尔型关联规则, 近年来广泛应用于关系数据库, 因此, 积极开展在关系数据库中挖掘关联规则的相关研究具有重要的意义。近年来,已经有很多基于Apriori算法的改进和优化。研究者还对数据挖掘的理论进行了有益的探索，将概念格和粗糙集应用于关联规则挖掘中，获得了显著的效果。到目前为止，关联规则的挖掘已经取得了令人瞩目的成绩，包括：单机环境下的关联规则挖掘算法；多值属性关联规则挖掘；关联规则更新算法；基于约束条件的关联规则挖掘；关联规则并行及分布挖掘算法等。

1.2 实验内容与要求

1.2.1 实验内容

编程实现Apriori算法：要求使用‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’,‘g’,‘h’,‘i’,‘j’10个项目随机产生数据记录并存入数据库。从数据库读取记录进行Apriori实验，获得频繁集以及关联规则，实现可视化。并用课堂上PPT的实例测试其正确性。

1.2.2 实验要求

1、程序结构：包括前台工具和数据库；

2、设定项目种类为10个，随机产生事务，生成数据库； 3、正确性验证（可用课堂上的例子）；

4、算法效率的研究：在支持度固定数据量不同的时候测量运行时间；在数据量固定，支持度不同的时候测量运行时间；

5、注意界面的设计，输入最小支持度和最小可信度，能够输出并显示频繁项目集以及关联规则。

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1.2.3 实验目的

1、加强对Apriori算法的理解；

2、锻炼分析问题、解决问题并动手实践的能力。

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