用java写Apriori算法

时间: 2024-05-11 16:18:49 浏览: 15
以下是用 Java 实现 Apriori 算法的示例代码: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.HashMap; import java.util.List; import java.util.Map; public class Apriori { public static void main(String[] args) { // 构造事务数据库 List<List<String>> transactions = new ArrayList<>(); transactions.add(new ArrayList<String>() {{ add("A"); add("B"); add("C"); }}); transactions.add(new ArrayList<String>() {{ add("A"); add("C"); add("D"); }}); transactions.add(new ArrayList<String>() {{ add("B"); add("C"); add("E"); }}); transactions.add(new ArrayList<String>() {{ add("A"); add("C"); add("D"); }}); transactions.add(new ArrayList<String>() {{ add("B"); add("E"); }}); // 设置支持度阈值和置信度阈值 double minSupport = 0.4; double minConfidence = 0.6; // 调用 Apriori 算法进行频繁项集和关联规则挖掘 Map<List<String>, Double> frequentItemsets = apriori(transactions, minSupport); List<AssociationRule<String>> associationRules = generateAssociationRules(frequentItemsets, minConfidence); // 输出结果 System.out.println("频繁项集:"); for (Map.Entry<List<String>, Double> entry : frequentItemsets.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue()); } System.out.println("关联规则:"); for (AssociationRule<String> rule : associationRules) { System.out.println(rule); } } /** * Apriori 算法 * * @param transactions 事务数据库 * @param minSupport 支持度阈值 * @return 频繁项集及其支持度 */ public static Map<List<String>, Double> apriori(List<List<String>> transactions, double minSupport) { // 计算候选频繁项集的支持度 Map<List<String>, Double> candidateItemsets = new HashMap<>(); for (List<String> transaction : transactions) { for (String item : transaction) { List<String> itemset = new ArrayList<String>() {{ add(item); }}; if (candidateItemsets.containsKey(itemset)) { candidateItemsets.put(itemset, candidateItemsets.get(itemset) + 1); } else { candidateItemsets.put(itemset, 1.0); } } } // 迭代计算频繁项集 Map<List<String>, Double> frequentItemsets = new HashMap<>(); while (!candidateItemsets.isEmpty()) { // 过滤掉支持度小于阈值的候选频繁项集 candidateItemsets.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue() / transactions.size() < minSupport); // 将剩余的候选频繁项集加入频繁项集列表 frequentItemsets.putAll(candidateItemsets); // 生成下一层的候选频繁项集 candidateItemsets = generateCandidateItemsets(candidateItemsets.keySet()); for (List<String> transaction : transactions) { for (List<String> candidateItemset : candidateItemsets.keySet()) { if (transaction.containsAll(candidateItemset)) { candidateItemsets.put(candidateItemset, candidateItemsets.get(candidateItemset) + 1); } } } } return frequentItemsets; } /** * 生成下一层的候选频繁项集 * * @param itemsets 上一层的频繁项集 * @return 下一层的候选频繁项集 */ private static Map<List<String>, Double> generateCandidateItemsets(Set<List<String>> itemsets) { Map<List<String>, Double> candidateItemsets = new HashMap<>(); for (List<String> itemset1 : itemsets) { for (List<String> itemset2 : itemsets) { if (itemset1.equals(itemset2)) { continue; } List<String> newItemset = new ArrayList<>(itemset1); newItemset.addAll(itemset2); Collections.sort(newItemset); if (!candidateItemsets.containsKey(newItemset)) { candidateItemsets.put(newItemset, 0.0); } } } return candidateItemsets; } /** * 生成关联规则 * * @param frequentItemsets 频繁项集及其支持度 * @param minConfidence 置信度阈值 * @return 关联规则 */ public static List<AssociationRule<String>> generateAssociationRules(Map<List<String>, Double> frequentItemsets, double minConfidence) { List<AssociationRule<String>> associationRules = new ArrayList<>(); for (Map.Entry<List<String>, Double> entry : frequentItemsets.entrySet()) { List<String> itemset = entry.getKey(); double support = entry.getValue() / transactions.size(); if (itemset.size() > 1) { for (int i = 0; i < itemset.size(); i++) { List<String> antecedent = new ArrayList<>(itemset.subList(0, i)); List<String> consequent = new ArrayList<>(itemset.subList(i, itemset.size())); double confidence = support / frequentItemsets.get(antecedent); if (confidence >= minConfidence) { associationRules.add(new AssociationRule<>(antecedent, consequent, support, confidence)); } } } } return associationRules; } /** * 关联规则 * * @param <T> 项集元素类型 */ public static class AssociationRule<T> { private List<T> antecedent; private List<T> consequent; private double support; private double confidence; public AssociationRule(List<T> antecedent, List<T> consequent, double support, double confidence) { this.antecedent = antecedent; this.consequent = consequent; this.support = support; this.confidence = confidence; } public List<T> getAntecedent() { return antecedent; } public List<T> getConsequent() { return consequent; } public double getSupport() { return support; } public double getConfidence() { return confidence; } @Override public String toString() { return antecedent + " => " + consequent + " : Support = " + support + ", Confidence = " + confidence; } } } ``` 这个示例代码中包含 Apriori 算法和关联规则生成的实现,你可以根据自己的需求进行修改和扩展。

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