京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
用R语言进行关联分析
关联是两个或多个变量取值之间存在的一类重要的可被发现的某种规律性。关联分析目的是寻找给定数据记录集中数据项之间隐藏的关联关系,描述数据之间的密切度。
几个基本概念
1. 项集
这是一个集合的概念,在一篮子商品中的一件消费品即为一项(Item),则若干项的集合为项集,如{啤酒,尿布}构成一个二元项集。
2. 关联规则
一般记为的形式,X为先决条件,Y为相应的关联结果,用于表示数据内隐含的关联性。如:,表示购买了尿布的消费者往往也会购买啤酒。
关联性强度如何,由三个概念——支持度、置信度、提升度来控制和评价。
例:有10000个消费者购买了商品,其中购买尿布1000个,购买啤酒2000个,购买面包500个,同时购买尿布和面包800个,同时购买尿布和面包100个。
3. 支持度(Support)
支持度是指在所有项集中{X, Y}出现的可能性,即项集中同时含有X和Y的概率:
该指标作为建立强关联规则的第一个门槛,衡量了所考察关联规则在“量”上的多少。通过设定最小阈值(minsup),剔除“出镜率”较低的无意义规则,保留出现较为频繁的项集所隐含的规则。
设定最小阈值为5%,由于{尿布,啤酒}的支持度为800/10000=8%,满足基本输了要求,成为频繁项集,保留规则;而{尿布,面包}的支持度为100/10000=1%,被剔除。
4. 置信度(Confidence)
置信度表示在先决条件X发生的条件下,关联结果Y发生的概率:
这是生成强关联规则的第二个门槛,衡量了所考察的关联规则在“质”上的可靠性。相似的,我们需要对置信度设定最小阈值(mincon)来实现进一步筛选。
具体的,当设定置信度的最小阈值为70%时,置信度为800/1000=80%,而的置信度为800/2000=40%,被剔除。
5. 提升度(lift)
提升度表示在含有X的条件下同时含有Y的可能性与没有X这个条件下项集中含有Y的可能性之比:
该指标与置信度同样衡量规则的可靠性,可以看作是置信度的一种互补指标。
R中Apriori算法
算法步骤:
1. 选出满足支持度最小阈值的所有项集,即频繁项集;
2. 从频繁项集中找出满足最小置信度的所有规则。
> library(arules) #加载arules包
> click_detail =read.transactions("click_detail.txt",format="basket",sep=",",cols=c(1)) #读取txt文档(文档编码为ANSI)
> rules <- apriori(click_detail, parameter =list(supp=0.01,conf=0.5,target="rules")) #调用apriori算法
> rules
set of419 rules
> inspect(rules[1:10]) #查看前十条规则
解释
1) library(arules):加载程序包arules,当然如果你前面没有下载过这个包,就要先install.packages(arules)
2) click_detail =read.transactions("click_detail.txt",format="basket",sep=",",cols=c(1)):读入数据
read.transactions(file, format =c("basket", "single"), sep = NULL,
cols = NULL, rm.duplicates =FALSE, encoding = "unknown")
file:文件名,对应click_detail中的“click_detail.txt”
format:文件格式,可以有两种,分别为“basket”,“single”,click_detail.txt中用的是basket。
basket: basket就是篮子,一个顾客买的东西都放到同一个篮子,所有顾客的transactions就是一个个篮子的组合结果。如下形式,每条交易都是独立的。
文件形式:
item1,item2
item1
item2,item3
读入后:
items
1 {item1,
item2}
2 {item1}
3 {item2,
item3}
single: single的意思,顾名思义,就是单独的交易,简单说,交易记录为:顾客1买了产品1, 顾客1买了产品2,顾客2买了产品3……(产品1,产品2,产品3中可以是单个产品,也可以是多个产品),如下形式:
trans1 item1
trans2 item1
trans2 item2
读入后:
items transactionID
1 {item1} trans1
2 {item1,
item2} trans2
sep:文件中数据是怎么被分隔的,默认为空格,click_detail里面用逗号分隔
cols:对basket, col=1,表示第一列是数据的transaction ids(交易号),如果col=NULL,则表示数据里面没有交易号这一列;对single,col=c(1,2)表示第一列是transaction ids,第二列是item ids
rm.duplicates:是否移除重复项,默认为FALSE
encoding:写到这里研究了encoding是什么意思,发现前面txt可以不是”ANSI”类型,如果TXT是“UTF-8”,写encoding=”UTF-8”,就OK了.
3) rules <- apriori(click_detail,parameter = list(supp=0.01,conf=0.5,target="rules")):apriori函数
apriori(data, parameter = NULL, appearance = NULL, control = NULL)
data:数据
parameter:设置参数,默认情况下parameter=list(supp=0.1,conf=0.8,maxlen=10,minlen=1,target=”rules”)
supp:支持度(support)
conf:置信度(confidence)
maxlen,minlen:每个项集所含项数的最大最小值
target:“rules”或“frequent itemsets”(输出关联规则/频繁项集)
apperence:对先决条件X(lhs),关联结果Y(rhs)中具体包含哪些项进行限制,如:设置lhs=beer,将仅输出lhs含有beer这一项的关联规则。默认情况下,所有项都将无限制出现。
control:控制函数性能,如可以设定对项集进行升序sort=1或降序sort=-1排序,是否向使用者报告进程(verbose=F/T)
补充
通过支持度控制:rules.sorted_sup = sort(rules, by=”support”)
通过置信度控制:rules.sorted_con = sort(rules, by=”confidence”)
通过提升度控制:rules.sorted_lift = sort(rules, by=”lift”)
Apriori算法
两步法:
1. 频繁项集的产生:找出所有满足最小支持度阈值的项集,称为频繁项集;
2. 规则的产生:对于每一个频繁项集l,找出其中所有的非空子集;然后,对于每一个这样的子集a,如果support(l)与support(a)的比值大于最小可信度,则存在规则a==>(l-a)。
频繁项集产生所需要的计算开销远大于规则产生所需的计算开销
频繁项集的产生
几个概念:
1, 一个包含K个项的数据集,可能产生2^k个候选集
2,先验原理:如果一个项集是频繁的,则它的所有子集也是频繁的(理解了频繁项集的意义,这句话很容易理解的);相反,如果一个项集是非频繁的,则它所有子集也一定是非频繁的。
3基于支持度(SUPPORT)度量的一个关键性质:一个项集的支持度不会超过它的子集的支持度(很好理解,支持度是共同发生的概率,假设项集{A,B,C},{A,B}是它的一个自己,A,B,C同时发生的概率肯定不会超过A,B同时发生的概率)。
上面这条规则就是Apriori中使用到的,如下图,当寻找频繁项集时,从上往下扫描,当遇到一个项集是非频繁项集(该项集支持度小于Minsup),那么它下面的项集肯定就是非频繁项集,这一部分就剪枝掉了。
一个例子(百度到的一个PPT上的):
当我在理解频繁项集的意义时,在R上简单的复现了这个例子,这里采用了eclat算法,跟apriori应该差不多:
代码:
item <- list(
c("bread","milk"),
c("bread","diaper","beer","eggs"),
c("milk","diaper","beer","coke"),
c("bread","milk","diaper","beer"),
c("bread","milk","diaper","coke")
)
names(item) <- paste("tr",c(1:5),sep = "")
item
trans <- as(item,"transactions") #将List转为transactions型
rules = eclat(trans,parameter = list(supp = 0.6,
target ="frequent itemsets"),control = list(sort=1))
inspect(rules) #查看频繁项集
运行后结果:
>inspect(rules)
items support
1{beer,
diaper} 0.6
2{diaper,
milk} 0.6
3{bread,
diaper} 0.6
4{bread,
milk} 0.6
5{beer} 0.6
6{milk} 0.8
7{bread} 0.8
8{diaper} 0.8
以上就是该例子的所有频繁项集,然后我发现少了{bread,milk,diaper}这个项集,回到例子一看,这个项集实际上只出现了两次,所以是没有这个项集的。
规则的产生
每个频繁k项集能产生最多2k-2个关联规则
将项集Y划分成两个非空的子集X和Y-X,使得X ->Y-X满足置信度阈值
定理:如果规则X->Y-X不满足置信度阈值,则X’->Y-X’的规则一定也不满足置信度阈值,其中X’是X的子集
Apriori按下图进行逐层计算,当发现一个不满足置信度的项集后,该项集所有子集的规则都可以剪枝掉了。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数字经济飞速发展的今天,数据分析已从“辅助工具”升级为“核心竞争力”,渗透到商业、科技、民生、金融等各个领域。无论是全 ...
2026-03-11上市公司财务报表是反映企业经营状况、盈利能力、偿债能力的核心数据载体,是投资者决策、研究者分析、从业者复盘的重要依据。16 ...
2026-03-11数字化浪潮下,数据已成为企业生存发展的核心资产,而数据思维,正是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师解锁数据价值、赋 ...
2026-03-11线性回归是数据分析中最常用的预测与关联分析方法,广泛应用于销售额预测、风险评估、趋势分析等场景(如前文销售额预测中的多元 ...
2026-03-10在SQL Server安装与配置的实操中,“服务名无效”是最令初学者头疼的高频问题之一。无论是在命令行执行net start启动服务、通过S ...
2026-03-10在数据驱动业务的当下,CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心价值,不仅在于解读数据,更在于搭建一套科学、可落地的 ...
2026-03-10在企业经营决策中,销售额预测是核心环节之一——无论是库存备货、营销预算制定、产能规划,还是战略布局,都需要基于精准的销售 ...
2026-03-09金融数据分析的核心价值,是通过挖掘数据规律、识别风险、捕捉机会,为投资决策、风险控制、业务优化提供精准支撑——而这一切的 ...
2026-03-09在数据驱动决策的时代,CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心工作,是通过数据解读业务、支撑决策,而指标与指标体系 ...
2026-03-09在数据处理的全流程中,数据呈现与数据分析是两个紧密关联却截然不同的核心环节。无论是科研数据整理、企业业务复盘,还是日常数 ...
2026-03-06在数据分析、数据预处理场景中,dat文件是一种常见的二进制或文本格式数据文件,广泛应用于科研数据、工程数据、传感器数据等领 ...
2026-03-06在数据驱动决策的时代,CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心价值,早已超越单纯的数据清洗与统计分析,而是通过数据 ...
2026-03-06在教学管理、培训数据统计、课程体系搭建等场景中,经常需要对课时数据进行排序并实现累加计算——比如,按课程章节排序,累加各 ...
2026-03-05在数据分析场景中,环比是衡量数据短期波动的核心指标——它通过对比“当前周期与上一个相邻周期”的数据,直观反映指标的月度、 ...
2026-03-05数据治理是数字化时代企业实现数据价值最大化的核心前提,而CDA(Certified Data Analyst)数据分析师作为数据全生命周期的核心 ...
2026-03-05在实验检测、质量控制、科研验证等场景中,“方法验证”是确保检测/分析结果可靠、可复用的核心环节——无论是新开发的检测方法 ...
2026-03-04在数据分析、科研实验、办公统计等场景中,我们常常需要对比两组数据的整体差异——比如两种营销策略的销售额差异、两种实验方案 ...
2026-03-04在数字化转型进入深水区的今天,企业对数据的依赖程度日益加深,而数据治理体系则是企业实现数据规范化、高质量化、价值化的核心 ...
2026-03-04在深度学习,尤其是卷积神经网络(CNN)的实操中,转置卷积(Transposed Convolution)是一个高频应用的操作——它核心用于实现 ...
2026-03-03在日常办公、数据分析、金融理财、科研统计等场景中,我们经常需要计算“平均值”来概括一组数据的整体水平——比如计算月度平均 ...
2026-03-03