理论教育 算法仿真中的关联树数据分析与优化

算法仿真中的关联树数据分析与优化

更新时间:2025-01-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6.4数据集D1按属性原始排序的关联树根据关联树数据信息,可得各属性的支持数和支持度。图6.7数据集D1和D2的时效加权关联树得到时效加权后的4属性项的支持数及支持度,如表6.18。表6.24频繁集的支持数和支持度输入数据集D1并进行关联分析,B1与指标B2、B4关联;输入数据集D2并进行时效加权关联分析,B1与指标B2、B3、B4都无关联;输入数据集D3继续进行时效加权关联分析,B1与指标B3、B4关联,而指标B1与B2无关联。

以某种疾病及与其相关联的3项指标为例。某种疾病属性设为B1且患病取值为1,否则取为0;其他与其相关联的指标属性分别设为B2、B3、B4,指标值升高取值为1,否则取为0。共764个样本,分为3个数据集,分别为D1,D2,D3,按顺序输入。

(1)首先构建属性原始排序的关联树,并将数据集D1存储在关联树。如图6.4。

图6.4 数据集D1按属性原始排序的关联树

根据关联树数据信息,可得各属性的支持数和支持度。

表6.14数据集 D1各属性的支持数和支持度

按支持数从大到小进行更新属性排序。

表6.15 数据集D1更新属性排序

按更新属性排序,更新数据集D1的关联树。如图6.5所示。

图6.5 数据集D1的更新关联树

由式(6.4.1)可得集合D1的频繁项支持度阈值。2-项频繁集的支持度阈值为0.1994(支持数为18),3-项频繁集的支持度阈值为0.1538(支持数为14)。

根据更新的数据集D1所建的决策关联树,可得候选集的支持数。如表6.16所示。

表6.16 数据集D1候选集的支持数

由频繁项集的子集一定是频繁项集及频繁项集的支持度阈值,可得2-频繁项集及3-频繁项集支持数,如表6.17。

表6.17 数据集D1的繁项集支持数

(2)输入数据集D2。按更新属性排序,如构建数据集D2的关联树,并将数据集D2的信息存储在关联树的各节点。如图6.6。

图6.6 数据集D2关联树

给出时效加权系数对数据集D1、D2进行时效加权。按时效加权系数,合并更新数据集D1关联树(图6.5)和数据集D2关联树(图6.6),构建时效加权关联树。关联树各节点的存储信息模型为如图6.7。

图6.7 数据集D1和D2的时效加权关联树

得到时效加权后的4属性项的支持数及支持度,如表6.18。

表6.18 数据集时效加权后的支持数及支持度

对4属性项按支持度从大到小进行排序,如表6.19。

表6.19 按支持度从大到小更新属性项的排序

由于属性排序发生了变化,更新时效加关联树,如图6.8所示。

图6.8 更新时效加关联树(www.daowen.com)

根据更新时效加权关联树(图6.8),可得候选集的支持数。如表6.20所示。

表6.20 时效加权后频候选繁集的支持数

由式(6.4.1)及数据集D1、D2的更新时效加权关联树,可得2-项频繁集的支持度阈值为0.24(支持数为21),3-项频繁集的支持度阈值为0.1478(支持数为13)。

2-频繁集、3-频繁集如表6.21。

表6.21 时效加权后频繁集的支持数

(3)输入数据集D3。重新赋值时间节点,即t2=t1,当下时间为t2,重新定义数据集标签,即

按更新时间节点后定义的属性排序(表6.18),构造数据集D2的关联树,按时效加权模型合并数据集D1关联树和数据集D2关联树,如图6.9。

图6.9 合并的关联树

由时效加权关联树可得各属性项的支持数和支持度,如表6.22。

表6.22 时效加权关联树计算得到的各属性项的支持数和支持度

对照表6.18与表6.21的属性项排序,可以判断属性排序无变化。

由表6.21计算时效加权得到的频繁集的支持度阈值,2-项频繁集的支持度阈值为0.1593(支持数为14),3-项频繁集的支持度阈值为0.1249(支持数为11)。

由关联树可得各候选集的支持数和支持度。如表6.23。

表6.23 候选集的支持数和支持度

由支持度阈值可得2-频繁项集、3-频繁项集,如表所示6.24。

表6.24 频繁集的支持数和支持度

输入数据集D1并进行关联分析,B1与指标B2、B4关联;

输入数据集D2并进行时效加权关联分析,B1与指标B2、B3、B4都无关联;

输入数据集D3继续进行时效加权关联分析,B1与指标B3、B4关联,而指标B1与B2无关联。

由此可以得出结论,该数据集是存在概念漂移的,并从这3个数据集的分析结果可以得出,该种疾病与指标B4关联的性质较为稳定,而与指标B2关联不够稳定。

上述的算法,可以看出,对数据集仅仅需要一次遍历,需要存储数据的空间较小,关联树的数据信息保留了较多的信息量,同时关联树的数据存储结构便于新输入数据的寻址。

该关联树各节点的存储数据都是单路径,如图6.6中关联树节点B2-B3(4),表示的数据集D1中当且仅当属性项B2和B3的取值为1的事务个数,该节点存储的4个事务取值都是{0 1 1 0},且数据集D1中的取值为{0 1 1 0}的事务都存储在该节点中。关联树的每个节点存储不同的取值的事务频数。该存储结构的优势:

(1)关联树各节点显示的信息特征清楚,不依赖于其他节点存储信息。

(2)便于事务寻址,提高运算速度。

(3)节省存储空间,提高存储数据特征的信息量。

(4)便于数据流的输入,便于数据集的加权合并。

(5)当数据概念漂移更新关联树时,不用对旧数据的再一次遍历,而是从关联树中可以得到旧数据的所有取值信息。

(6)根据时效或功效的大小进行加权,既没有将历史数据或关注度低的数据遗弃,也充分考虑了“数据的重要性”对关联问题的影响。

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