基于FP-Tree快速挖掘频繁项集

发现频繁项集是关联规则挖掘中最基本、最重要的问题.目前已有两类频繁项集挖掘算法,然而由于其内在的复杂性,这一问题并未完全解决.提出了一种基于FP-Tree的频繁项集挖掘算法,该算法通过计算FP-Tree中非叶子节点的频繁子孙集和频繁前缀,组合生成频繁项集,无需递归构造每个频繁项的条件模式树,节约了时间和内存空间,算法性能在一定程度上得到了提高.     

基于前缀树的高效频繁项集挖掘算法

针对频繁项集挖掘时间与空间效率低的问题,提出一种基于前缀树的高效频繁项集挖掘算法,通过对事务集进行预处理,创建索引表并分配索引编号,保证前缀树中事务顺序的一致性,根据索引编号等信息创建紧凑的前缀树,采用自底向上的挖掘与投影的方式挖掘出频繁项集。实验结果表明,该算法挖掘效率高、占用空间少。     

频繁项集挖掘的研究进展及主流方法

关联分析作为数据挖掘的主要研究模块之一,主要用于发现隐藏在大型数据集中的强关联特征。而多数关联规则挖掘任务可分为频繁模式(频繁项集、频繁序列、频繁子图)的产生和规则的产生。前者发现数据集中满足最小支持度阈值的项集、序列与子图;后者从上一步发现的频繁模式中提取高置信度的规则。频繁项集挖掘是许多数据挖掘任务中的关键问题,也是关联规则挖掘算法的核心。十几年来,学者们致力于提高频繁项集的生成效率,从不同的角度进行改进以提高算法效率,大量的高效可伸缩性算法被提出。文中对频繁项集挖掘进行深入分析,对完全频繁项集、闭频繁项集、极大频繁项集的典型算法进行介绍和评述,最后对频繁项集挖掘算法的研究方向进行简要分析。     

一种基于前缀树的频繁模式挖掘算法

挖掘频繁模式是许多数据挖掘任务的关键步骤。基于FP-Tree的挖掘算法由于无须生成候进项集效率明显高于Apriori类算法,但FP-Tree结构存在动态维护复杂、而且在挖掘过程中需要递归地创建大量的条件FP-Tree,时空效率不高。因此,本文提出一种基于前缀树的新算法。该算法通过引入一种新结构—前缀树(Prefix Tree)用来压缩存放数据所相关信息,并通过调整前缀树中节点信息和节点键直接在Prefix Tree上采用深度优先的策略挖掘频繁模式,而不需要任何附加的数据结构,从而大大提高了挖掘效率。     

L-MAX频繁项集及挖掘算法

提出了项集长度受限且生成项集对应事务信息的最大频繁项集挖掘问题,定义为L-MAX频繁项集挖掘,并重点研究了项集长度约束特征和事务集信息的存储与生成策略.首先研究了L-MAX频繁项集的性质,然后扩展FP-tree提出了ExFP-tree结构并给出ExFP-tree生成算法.ExFP-tree利用FP-tree共享前缀路径的性质通过共享子孙节点事务信息策略实现大量事务信息的压缩存储;最后基于FP-MAX算法,提出基于ExFP-tree的L-MAX频繁项集挖掘算法,核心思想是先根据L-MAX频繁项集长度约束性质进行前瞻剪枝再进行最大频繁项集挖掘,并通过回溯策略直接定位生成对应事务集.     

矩阵与前缀树方法挖掘频繁项集

传统频繁项集挖掘算法的执行效率较低。提出了一种基于矩阵与前缀树的频繁项集挖掘算法MPFI,能快速地挖掘事务数据库中的频繁项集。MPFI算法只需扫描事务数据库一次,构建垂直方向的二进制矩阵,应用二进制位向量表达频繁项集信息,利用前缀树压缩存储频繁项集的相关信息,不产生候选项集。理论分析与实验结果表明,MPFI算法能有效地提高频繁项集挖掘效率。     

改进的最大频繁项集挖掘算法

为了提高挖掘关联规则的效率,提出基于改进FP-Tree结构的最大频繁项集挖掘算法.介绍并分析了挖掘最大频繁项集的过程和现有算法,指出现有算法中耗时的关键步骤.克服了MMF1算法中需要反复从头表出发沿相同项目结点链搜索右侧结点的缺点,提出一种改进的最大频繁项集挖掘算法IMMFI.通过在有序FP-Tree中引入叶子链,用沿叶子链搜索取代沿同层结点链搜索,有效地减少了搜索的次数,提高了算法的效率.实验结果表明了该算法的性能良好.     

改进的多数据流协同频繁项集挖掘算法

针对已有的多数据流协同频繁项集挖掘算法存在内存占用率高以及发现频繁项集效率低的问题,提出了改进的多数据流协同频繁项集挖掘（MCMD-Stream）算法。首先,该算法利用单遍扫描数据库的字节序列滑动窗口挖掘算法发现数据流中的潜在频繁项集和频繁项集;其次,构建类似频繁模式树（FP-Tree）的压缩频繁模式树（CP-Tree）存储已发现的潜在频繁项集和频繁项集,同时更新CP-Tree树中每个节点生成的对数倾斜时间表中的频繁项计数;最后,通过汇总分析得出在多条数据流中多次出现的且有价值的频繁项集,即协同频繁项集。相比A-Stream和H-Stream算法,MCMD-Stream算法不仅能够提高多数据流中协同频繁项集挖掘的效率,并且还降低了内存空间的使用率。实验结果表明MCMD-Stream算法能够有效地应用于多数据流的协同频繁项集挖掘。     

一种改进的基于矩阵的频繁项集挖掘算法

如何从海量数据信息中挖掘出有用的关联规则已经成为人们广泛关注的问题,而在关联规则挖掘中,首要的问题就是如何高效地挖掘出频繁项集.针对已有FIMM算法作出改进,提出了一种改进的基于矩阵的频繁项集挖掘算法NFIMM,该算法在FIMM基础上去除大量冗余的非频繁项集的项集,减少计算可能频繁项集的工作量,同时缩小了矩阵规模,提高了空间效率.通过对矩阵操作,一次性地产生所有的频繁项集.试验结果表明,该算法对已有的基于矩阵的频繁项集挖掘算法有了很大的改进,提高了挖掘效率.     

基于二进制表示的频繁项集挖掘算法

发现频繁项集是关联规则挖掘中最基本、最重要的问题.提出了一种基于二进制表示的频繁项集挖掘算法,并利用二进制的性质快速产生候选项集并计算其支持度.算法总体性能在一定程度上得到了提高.     

基于FP-Tree有效挖掘最大频繁项集

最大频繁项集的挖掘过程中,在最小支持度较小的情况下,超集检测是算法的主要耗时操作.提出了最大频繁项集挖掘算法FPMFI(frequent pattern tree for maximal frequent item set)使用基于投影进行超集检测的机制,有效地缩减了超集检测的时间.另外,算法FPMFI通过删除FP子树(conditional frequent pattern tree)的冗余信息,有效地压缩了FP子树的规模,减少了遍历的开销.分析表明,算法FPMFI具有优越性.实验比较说明,在最小支持度较小时,算法FPMFI的性能优于同类算法1倍以上.     

基于改进FP-Tree的最大频繁项集高效挖掘算法

基于FP-T ree的FP-M ax算法在挖掘最大频繁集时需多次递归建立条件模式树耗费大量存储空间,这大大降低了算法的挖掘效率。提出了一种基于改进FP-T ree的最大频繁集快速挖掘算法-FP-EM ax算法。该算法无需建立条件模式库大大减少了存储空间开销,采用预剪枝策略减少条件模式树的构造次数及子集检测次数,从而算法的挖掘效率大大提高。最后通过实验证明FP-EM ax算法在支持度较小的情况下较之于FP-M ax及同类算法具有更好的性能。     

具有下界约束的关联规则算法研究

约束关联规则是关联规则研究中的重要问题,目前的研究大多集中在单变量约束,对双变量约束的研究较少,而双变量约束在实际中也有重要作用.针对这种情况,提出了双变量约束中具有下界约束的关联规则问题.在此基础上,给出了下界约束的定义,然后分析了满足下界约束频繁集的性质,并给出了相关的证明.最后提出了基于FP-Tree的下界约束算法,采用了预先测试的方法,降低了需要测试项集的数量和计算成本.实验结果表明,该算法具有较高的效率.     

基于改进的FP-树和数组技术的频繁模式挖掘算法

FP-growth算法是目前较高效的频繁模式挖掘算法之一,该算法不产生候选项集,但递归构造“条件FP-Tree”的CPU 开销和存储很大.为此提出了一种频繁模式挖掘算法IFPmine.首先,为了节省内存空间,采用了约束子树的挖掘方法;其次,采用了数组技术来减少树的遍历时间,从而提高算法的效率.实验结果表明,IFP算法是一种较有效的频繁模式挖掘算法,其挖掘效率优于STFP-树算法和FP-树算法,而需要的内存却少于STFP-树和FP-树算法.     

具有上界约束的关联规则算法研究

针对具有上界约束的关联规则问题进行了研究,给出了上界约束的定义,分析了满足上界约束频繁集的性质,并给出了相关的证明。在此基础上,提出了基于FP-Tree的上界约束算法,采用了预先测试的方法,降低了测试项集的成本,提高了计算效率,实验结果证明该算法具有较高的效率。     

基于FP-Tree的频繁闭合项目集挖掘算法的研究

目前频繁闭合项目集挖掘算法有很多,例如CLOSET[1]。CLOSET以FP-Growth为基础,采用FP-Tree来表示模式支持集,通过深度优先搜索来挖掘频繁闭合模式。其困难是,递归构造“条件FP-Tree”的CPU开销和存储开销很大。为解决上面的问题,论文提出一种基于FP-Tree和COFI-Tree的频繁闭合项目集挖掘算法,在该算法中引用了COFI-Tree结构,COFI-Tree无需递归地构造“条件FP-Tree”,并且某一时刻只有一个频繁项的COFI-Tree在内存,所以大大减少了内存消耗。通过实验证明:当挖掘大型数据库时,在执行时间方面,该算法比其它算法更有效。     

关联规则挖掘中Apriori改进算法的研究

挖掘频繁项集是许多数据挖掘任务中的关键问题,也是关联规则挖掘算法的核心,提高频繁项集的生成效率一直是近几年数据挖掘领域研究的热点之一.在对关联规则挖 掘中基于Apriori算法的改进算法进行深入分析和研究后,本文根据Apriori算法的不足,提出了一种改进策略,从而得到一种优化的Apriori算法.最后,对频繁项集挖掘算法的发展方向进行了初步的探讨.     

一种基于FP-Growth的频繁项目集并行挖掘算法

FP-Growth算法是基于FP树挖掘频繁项目集的经典算法,为提高FP-Growth算法挖掘大规模数据频繁项目集的效率,提出了一种基于FP-Growth的频繁项目集并行挖掘算法FPPM。该算法基于Map/Reduce并行模型,在每个计算节点上首先构造局部频繁模式树,并对之进行挖掘得到局部频繁项目集,然后合并局部频繁项目集以得到全局频繁项集,由于此时得到的结果并不完备,所以对合并后未达到最小支持度阈值的项目集,重新计算其支持数。介绍了FPPM算法的设计思想,测试了其性能。实验结果表明FPPM算法具有较好的可扩展性。