用c++实现Apriori算法

Apriori算法是一种频繁项集挖掘算法，可以用于大规模数据集中的关联规则挖掘。下面是一个简单的C++实现：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <unordered_map>
#include <bitset>

using namespace std;

// 读取事务数据库
vector<bitset<100>> readData(string fileName) {
    ifstream in(fileName);
    string line;
    vector<bitset<100>> data;
    while (getline(in, line)) {
        bitset<100> item;
        for (int i = 0; i < line.size(); i++) {
            if (line[i] == '1') {
                item[i] = 1;
            }
        }
        data.push_back(item);
    }
    return data;
}

// 计算频繁项集
unordered_map<int, int> frequentItemsets(vector<bitset<100>> data, int support) {
    unordered_map<int, int> freq;
    int n = data.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            bitset<100> item = data[i] & data[j];
            int count = item.count();
            if (count >= support) {
                freq[item.to_ulong()]++;
            }
        }
    }
    return freq;
}

// 生成下一级候选项集
vector<bitset<100>> generateCandidates(unordered_map<int, int> freq) {
    vector<int> keys;
    for (auto& f : freq) {
        keys.push_back(f.first);
    }
    sort(keys.begin(), keys.end());
    int n = keys.size();
    vector<bitset<100>> candidates;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            bitset<100> item(keys[i]);
            item |= bitset<100>(keys[j]);
            if (item.count() == freq.begin()->first.count() + 1) {
                candidates.push_back(item);
            }
        }
    }
    return candidates;
}

// 频繁项集挖掘
void apriori(vector<bitset<100>> data, int support) {
    unordered_map<int, int> freq = frequentItemsets(data, support);
    while (!freq.empty()) {
        for (auto& f : freq) {
            bitset<100> item(f.first);
            cout << item << ": " << f.second << endl;
        }
        vector<bitset<100>> candidates = generateCandidates(freq);
        freq.clear();
        for (auto& c : candidates) {
            int count = 0;
            for (auto& d : data) {
                if ((c & d) == c) {
                    count++;
                }
            }
            if (count >= support) {
                freq[c.to_ulong()] = count;
            }
        }
    }
}

int main() {
    vector<bitset<100>> data = readData("data.txt");
    apriori(data, 2);
    return 0;
}

上述代码中使用了 `bitset` 类型来存储事务数据库中的项集，通过按位与运算来计算频繁项集。为了简化代码，假设每个项集最多包含100个项。你可以根据自己的需求修改这个值。