HPFP-Miner: 并行频繁项集挖掘算法的高效解决方案

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在数据挖掘领域,频繁项集挖掘是一项基础且至关重要的任务,它广泛应用于市场篮子分析、关联规则学习等多个场景中。随着数据规模的迅速增长,单个处理器处理大数据集的效率逐渐成为瓶颈,因此,研究高效的并行频繁项集挖掘算法变得尤为重要。本文提出了一种新颖的并行频繁项集挖掘算法,名为HPFP-Miner。 HPFP-Miner的设计灵感源于经典的FP-Growth算法,该算法在挖掘频繁项集时,通过构建频繁项集的树状结构来减少数据处理的复杂性。然而,传统FP-Growth算法在处理大规模数据时,通信开销较大,因为它涉及到多个处理器之间的频繁数据交换。为了解决这一问题,HPFP-Miner通过优化元素列表的划分策略,有效地减少了处理器间的通信成本。算法的关键在于将频繁元素列表划分到不同的处理器上,确保每个处理器负责的部分相对均衡,从而实现了负载均衡和性能提升。 实验结果显示,HPFP-Miner在保持高精度的同时,展示了良好的可扩展性和性能。随着数据库规模的增大,其运行时间的增长速度明显低于传统的非并行方法,这表明其在大规模数据环境下的优势明显。此外,算法设计巧妙地平衡了计算负载和通信开销,使得它在实际应用中具有很高的实用性。 总结来说,HPFP-Miner作为一项并行频繁项集挖掘的创新解决方案,通过改进FP-Growth算法的并行化策略,实现了高效的数据处理和低通信开销,为大规模数据集的频繁项集挖掘提供了新的可能。这对于提升数据挖掘任务的执行效率和处理能力,特别是在云计算和分布式计算环境下,具有重要的理论和实际价值。未来的研究可以进一步优化算法的并行度和资源调度,以适应更复杂的实时数据分析需求。