劝君更进一杯酒，西出阳关无故人。

一、前言

在前文中已经分享了协同过滤算法的内容，在本文中将继续分享另外一种推荐算法-关联规则算法。关联算法在数据挖掘领域有着广泛的应用，从市场分析到应用推荐都有包含。本文将深入探讨关联规则算法的基本原理、应用领域和案例应用。

二、关联规则算法

关联规则算法是一种数据挖掘技术，用于发现数据集中项（item）之间的关联关系，通常应用于大规模交易数据或者购物车数据，推荐产品给相关人员进行购买。最著名的应用就是啤酒与尿布的案例，发现了购买啤酒和尿布之间的关联。关联规则算法核心思想就是寻找频繁项集之间的关联关系，算法主要是置信度和支持度两方面的内容，支持度表示的是一个项集出现的频率，而置信度表示的是规则的可信度。

关联算法的应用领域主要应用于市场分析、推荐系统、医疗诊断和信贷评级。

三、概念介绍

在介绍算法原理之前，先介绍几个概念：

频繁项集： 项（Items） : 数据集中的元素，通常是指具体的产品。 项集（ItemSets） : 项的集合，可以包含一个或者多个项。 频繁项集: 在数据集中频繁出现的项集，当某些项集出现的频率高于阈值就会被选定，一般是通过最小支持度的参数来确定的。

关联规则（Association Rules）： 这些规则用于描述项之间的关联性，一个关联规则通常由两部分组成：前提 （antecedent） 和结论 （consequent）。前提是规则的条件，结论是规则的结论。关联规则通常有规则就会有对应的结论。

支持度（Support）： 支持度是一个频繁项集的度量，表示包含该项集的交易次数与总交易次数的比率。支持度用来衡量一个项集在整个数据集中的普遍程度。如果某项集的支持度高于某个阈值，那么它被认为是频繁的。

支持度（A） = 包含项集A的交易数 / 总交易数

置信度（Confidence） ：置信度是关联规则的度量，表示规则的可信程度。它表示在前提成立的情况下，结论发生的概率。高置信度意味着前提与结论之间的关联性更强。

置信度（A   B） = 支持度（A   B） / 支持度（A）

最小支持度和最小置信度：这两个参数由用户设置，用于控制频繁项集和关联规则的发现过程。通常，用户会根据具体应用的需求来调整这些参数。

四、算法原理

关联规则算法的工作原理如下：

1. 扫描数据集：首先，加载整个数据集，计算每个项的支持度然后筛选出频繁项集，这些项集的支持度要高于最小支持度阈值。
2. 生成候选项集：生成候选项集，逐渐增加项集中的项的数量，然后计算它们的支持度。这一操作步骤会不断迭代，直到不能再生成新的频繁项集。
3. 构建关联规则：找到频繁项集之后，算法会使用它们来构建关联规则。这些规则基于支持度和置信度来筛选，通常只选择满足最小支持度和最小置信度条件的规则。
4. 输出关联规则：最后，算法会将生成的关联规则输出，供进一步分析和应用。

总结而言，关联规则算法是一种强大的数据挖掘工具，可以寻找数据中的关联关系，通常用于市场分析、推荐系统等多个领域。它基于频繁项集进行关联规则的构建，以支持度和置信度为核心度量。通过调整最小支持度和最小置信度的参数，可以根据具体应用的需求来输出模型运算的结果。

五、算法实践

在算法实践中，以用户消费数据集为数据计算基础，计算可能存在的产品关联关系。

如下所示，是关联规则算法的主程序，首先根据数据组装频次的映射关系。然后循环计算计数频次。

以下是频次计算方法以及是否有子集合。

根据频繁的数据集选出候选集合,从而进行后续结果的计算。

根据频繁数据集来产生具体的关联规则。

关联规则算法结果，通过输入算法集，可以输出关联规则的计算结果，控制台的输出结果即是产品之间的关联度，可以看出芝士和牛奶、面包的关联度是很高的。在产品推介时就可以利用关联规则算法进行产品推荐。

六、总结

在本文中，主要介绍了关联规则的原理和项目实践，最终通过代码实现编码，完成了模型的计算结果。关联规则算法在电商系统中为十分常见的推荐算法，感兴趣的朋友可以关注学习。

作者：斜月
链接：https://juejin.cn/post/7289719131582267447
来源：稀土掘金