关联规则和序列模式实验.docx

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一、实验目的与要求
掌握关联规则和序列模式的基本原理，在此基础上针对给定的数据集，基于C语言编程实现关联规则挖掘算法和序列模式挖掘算法。
二、实验内容
1．令supmin = 30%, 如频繁1项集L1={ {I1}:4, {I2}:5,{I3}:4, {I4}:4, {I6}:3}，请写出其他所有频繁项集。
Transaction-id
Items bought
t1
I1、I2、I3
t2
I1、I4
t3
I4、I5
t4
I1、I2、I4
t5
I1、I2、I6、I4、I3
t6
I2、I6、I3
t7
I2、I3、I6
2．基于C语言编程实现Apriori算法；
3. 基于Weka进行数据的准备、预处理及关联规则与序列模式的挖掘
三、实验步骤（操作界面截图或程序清单）
1. 令supmin = 30%, 如频繁1项集L1={ {I1}:4, {I2}:5,{I3}:4, {I4}:4, {I6}:3}，请写出其他所有频繁项集。
Transaction-id
Items bought
t1
I1、I2、I3
t2
I1、I4
t3
I4、I5
t4
I1、I2、I4
t5
I1、I2、I6、I4、I3
t6
I2、I6、I3
t7
I2、I3、I6
解：
7*30%=2.1，则最小支持度等于3.
频繁2项集：
（1）连接得：C2={{I1，I2},{I1，I3},{I1，I4},{I1，I6},
{I2，I3},{I2，I4},{I2，I6},
{I3，I4},{I3，I6},
{I4，I6}}
（2）删除得：L2={{I1，I2},{I1，I4},
{I2，I3} ,{I2，I6},
{I3，I6}}
频繁3项集：
（1）连接得：C3={{I1，I2，I4},{I2，I3，I6}}
（2）删除得：L3={{I2，I3，I6}}

2. 基于C语言编程实现Apriori算法
代码如下：
#include<stdio.h>
typedef struct {
int item[100]; //数据项
} D_Node; //数据库D

typedef struct {
int item[100]; //数据项,用item[0]保存支持度
} C_Node; //候选集

typedef struct {
int item[100]; //数据项,用item[0]保存支持度
} L_Node;//频繁集

C_Node C[100][100];
L_Node L[100][100];
D_Node D[100];

int min_supp; //最小支持度

void InPut(){
int i,j,n,n1;
printf("请输入最小支持度:");
scanf("%d",&min_supp);
printf("请输入交易集的大小:");
scanf("%d",&D[0].item[0]);
n=D[0].item[0];

for(i=1;i<=n;i++) //for1
{
printf("请输入交易[%d]中记录的个数(n):",i);
scanf("%d",&n1);
D[i].item[0]=n1;

for(j=1;j<=n1;j++) //for2
{
printf("请输入交易[%d]中记录项，直接输入数字:",i);
scanf("%d",&D[i].item[j]);
}//for2

} //for1
}//end of InPut

void C1()
{
//功能：扫描数据集D生成1项候选集C1
//输入：数据集D
//输出1项候选集C1
//初始条件 数据集D 非空
int i,j,k;
int no=1,temp=0;
C[1][0].item[0]=0; //1 项集的个数，在本算法中，用C[n][k].item[0]来保存候选集Cn的第k项的支持度
if(D[0].item[0]!=0)
{
C[1][1].item[1]=D[1].item[1];

}

for(i=1;i<=D[0].item[0];i++) //for1
{

for(j=1;j<=D[i].item[0];j++) //for2
{
temp=1;
for(k=1;k<=no;k++) //for3
{
if(C[1][k].item[1]==D[i].item[j])
{
C[1][k].item[0]++; //支持度加1
temp=0; //

} //if

}//end for3

if(temp)//生成新的项集
{
C[1][++no].item[1]=D[i].item[j];
C[1][no].item[0]=1;
}

}//end for2

} // end for1

C[1][0].item[0]=no;//数据项的个数

} //end of C1()

void Cn( int n)
{
//用频繁集Ln-1为基础，通过连接得到n项候选集Cn

int i,j,k,p,q,s,t,num;
int no=0,temp=0,count;

C[n][0].item[0]=0; //初始化

//printf("in Cn(%d) n=%d/n",n,n);
//printf("in Cn(%d) C[%d][0].item[0]=%d/n",n,n,C[n][0].item[0]);

num=L[n-1][0].item[0]; //num是Ln-1项集的数据个数

for(i=1;i<=num;i++)

for(j=i+1;j<=num;j++) //for2
{

temp=1; //测试是否满足联结条件
if(n>2)//if 1
{
for(k=1;k<n-1;k++) //for3
{
if(L[n-1][i].item[k]!=L[n-1][j].item[k])
{ temp=0;
break; }//if 1

}//end for3

}//end if1

if(temp==1)//满足联结条件
{
// printf("in if 2 no=%d/n",no);
no++;

for(p=1;p<=n-1;p++)
C[n][no].item[p]=L[n-1][i].item[p];
C[n][no].item[p]=L[n-1][j].item[p-1];
C[n][no].item[0]=0;
for(q=1;q<=D[0].item[0];q++) //for5 测试其支持度

{

count=0; //count用来记数,当所测试的项存在时,count加1,当count=n时，则子集存在

for(s=1;C[n][no].item[s]!=0;s++) //for6
{
for(t=1;t<=D[q].item[0];t++) //for7
{
if(C[n][no].item[s]==D[q].item[t])

{ count+=1;
break;
}
}//end for7

}//end for 6
if(count==n) C[n][no].item[0]+=1;//子集存在,第no项的支持度加1

}//end for5

C[n][0].item[0]+=1;
}//end if2
}//end for2
}//end of Cn()

void L1()
{
int i,j,k;
j=0;
L[1][0].item[0]=0;

//printf("C[1][0].item[0]=%d/n",C[1][0].item[0]);

for(i=1;i<=C[1][0].item[0];i++)
{
if(C[1][i].item[0]>=min_supp)
{
j+=1;
for(k=1;k<=1;k++)
L[1][j].item[k]=C[1][i].item[k];
L[1][j].item[0]=C[1][i].item[0];
// printf("L[1][%d].item[1]=%d ",j,L[1][j].item[1]); 测试功能时加的
// printf(" -------------%d/n",L[1][j].item[0]);

}
}//end for1
L[1][0].item[0]=j;
}//end of L1()

void Ln(int n)
{
int i,j,k;
Cn(n);
j=0;
L[n][0].item[0]=0;

// printf("in Ln(%d) C[%d][0].item[0]=%d/n",n,n,C[n][0].item[0]);

for(i=1;i<=C[n][0].item[0];i++) //for 1
{
if(C[n][i].item[0]>=min_supp)
{
j+=1;
for(k=1;k<=n;k++)
L[n][j].item[k]=C[n][i].item[k];
L[n][j].item[0]=C[n][i].item[0];
} //end if

}//end for1

L[n][0].item[0]=j; //保存数据的个数

}//end of Ln(int n)

void OutPut(int n)
{
int i,j,k;
printf("频繁项目集L%d如下:\n",n);
k=L[n][0].item[0];
if(k!=0)
{
for(i=1;i<=k;i++)
{
printf("{");
for(j=1;j<=n;j++)
printf(" I%d ",L[n][i].item[j]);
printf("}\t支持度:%d\n",L[n][i].item[0]);
}//for

}
else
printf("项目集为空\n");
}

int main()
{
int i;
int n=1;
InPut();
C1();//初始化,生成1项候选集C1
L1();//得到1项频繁集L1
while(L[n][0].item[0]!=0)
{
n+=1;
Ln(n);
}
for(i=1;i<=n;i++)
OutPut(i);

char ch;
scanf("%d",&i);

}

四、实验结果与分析
1.略
2.实验截图如下：

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