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关联分析--概述(项集、关联规则、支持度、置信度、提升度)

关联分析--概述(项集、关联规则、支持度、置信度、提升度)

作者: 数据分析成长记 | 来源:发表于2022-03-07 11:19 被阅读0次

    1.支持度(Support)

        支持度表示项集{X,Y}在总项集里出现的概率。公式为:

                  Support(X→Y) = P(X,Y) / P(I) = P(X∪Y) / P(I) = num(XUY) / num(I)

    其中,I表示总事务集。num()表示求事务集里特定项集出现的次数。 

                比如,num(I)表示总事务集的个数

                            num(X∪Y)表示含有{X,Y}的事务集的个数(个数也叫次数)。   

    2.置信度 (Confidence)

      置信度表示在先决条件X发生的情况下,由关联规则”X→Y“推出Y的概率。即在含有X的项集中,含有Y的可能性,公式为:

                  Confidence(X→Y) = P(Y|X)  = P(X,Y) / P(X) = P(XUY) / P(X)

    3.提升度(Lift)

        提升度表示含有X的条件下,同时含有Y的概率,与Y总体发生的概率之比。

                  Lift(X→Y) = P(Y|X) / P(Y)

        例1,已知有1000名顾客买年货,分为甲乙两组,每组各500人,其中甲组有500人买了茶叶,同时又有450人买了咖啡;乙组也有500人,但只有450人买了咖啡,没有人买茶叶,如表(1)所示:

    表(1)年货购买表

          试求解 1)”茶叶→咖啡“的支持度

                      2) "茶叶→咖啡"的置信度

                      3)”茶叶→咖啡“的提升度

        分析:

            设X= {买茶叶},Y={买咖啡},则规则”茶叶→咖啡“表示”即买了茶叶,又买了咖啡“,

            1)对甲组,有:

                  Sup1(X→Y) = Num(XUY)/Num(I) = 450/500 = 90%

                  Conf1(X→Y) = Num(XUY)/Num(X) = 450/500 = 90%

          从甲组可以看出,{X,Y}有比较强的相关性。

              2)对乙组,有:

                  Sup2(X→Y) = Num(XUY)/Num(I) = 0/500 = 0%

                  Conf2(X→Y) = Num(XUY)/Num(X) = 0/0 = 0%

            从乙组可以看出,{X,Y}没有相关性。

              3) 从总体上,讨论{X,Y}有没有相关性,可以使用总体的Lift{X,Y}提升度来判别。

              则总的支持度、置信度、提升度,分别如下:

                    ”茶叶→咖啡“总的支持度为: Sup{X→Y} = Num(XUY)/Num(all) = 450/1000 = 45%

                    ”茶叶→咖啡“总的置信度度为: Conf{X→Y} = Num(XUY)/Num(X) = 450/500= 90%

              ”茶叶→咖啡“总的提升度为

                  Lift(X→Y) = Confidence(X→Y) / P(Y) = 90% /  ((450+450) / 1000) = 90% / 90% = 1

            由于提升度Lift(X→Y) =1,表示X与Y相互独立,即是否有X,对于Y的出现无影响。也就是说,是否购买咖啡,与有没有购买茶叶无关联。即规则”茶叶→咖啡“不成立,或者说关联性很小,几乎没有,虽然它置信度高达90%,但它不是一条有效的关联规则。

            满足最小支持度和最小置信度的规则,叫做“强关联规则”。然而,强关联规则里,也分有效的强关联规则和无效的强关联规则。

            如果Lift(X→Y)>1,则规则“X→Y”是有效的强关联规则。

            如果Lift(X→Y) <=1,则规则“X→Y”是无效的强关联规则。

            特别地,如果Lift(X→Y) =1,则表示X与Y相互独立。

    计算支持度、置信度、提升度

    全部声量:100            宝宝月龄声量:45            产地声量:19          宝宝月龄与产地交集:10

    宝宝月龄-产地支持度:10/100

    宝宝月龄-产地置信度:10/45

    宝宝月龄-产地提升度:(10/45) /  (19/100)

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