apriori算法简单实现

<h2>/*</h2>   内容：频繁模式挖掘的apriori算法
   日期：2014年10月30日
*/
#include<iostream>
#include<map>
#include<vector>
#include<iomanip>
#include<string>
using namespace std;
int data[9][5]={{1,2,5},{2,4},{2,3},{1,2,4},{1,3},{2,3},{1,3},{1,2,3,5},{1,2,3}};
/*
bool IsExist(vector<int> v,int e)
{
	vector<int>::iterator it;
	for(it=v.begin();it!=v.end();it++)
	{
		if(*it==e)
			return true;
	}
	if(it==v.end())
		return false;
}
*/
int IsExist(map<vector<int>,int> m)
{
	map<vector<int>,int>::iterator mit=m.begin();
	if(mit!=m.end())
		return 1;
	return 0;
}
//剪枝法(优化)
int has_infrequent_subset(vector<int> v,map<vector<int>,int> m)
{
	vector<int>::iterator it1,it2,it0;
	map<vector<int>,int>::iterator mit;
	for(it1=v.begin();it1!=v.end();it1++)
	{
		vector<int> v1;
		for(it2=v.begin();it2!=v.end();it2++)
		{
			if(it2!=it1)
				v1.push_back(*it2);
		}
		int flag=0;
		for(mit=m.begin();mit!=m.end();mit++)
		{
			vector<int> v2=mit->first;
			int i;
			for(i=0;i<v2.size();i++)
			{
				if(v1[i]!=v2[i])
					break; 
			}
			if(i==v2.size())
				flag++;
		}
		if(flag==0)
			return 1;
		

	}
	return 0;

}
map<vector<int>,int> aprori_gen(int k,map<vector<int>,int> m)
{
	map<vector<int>,int> m0;
	map<vector<int>,int>::iterator mit1,mit2;
	for(mit1=m.begin();mit1!=m.end();mit1++)
	{
		vector<int> v1=mit1->first;
		map<vector<int>,int>::iterator mit0;
		mit0=mit1;
		mit0++;
		if(mit0==m.end())
			break;
		for(mit2=mit0;mit2!=m.end();mit2++)
		{
			vector<int> v2=mit2->first;
			int i;
			for(i=0;i<k-2;i++)
			{
				if(v1[i]!=v2[i])
					break;
			}
			//连接步，产生候选
			vector<int> v3;
			if(i==k-2)
			{ 
				for(int j=0;j<k;j++)
				{
					if(j==k-1)
						v3.push_back(v2[j-1]);
					else
					{
						v3.push_back(v1[j]);
					}
					
				}
				//剪枝步，这里直接将v3与L[k-1]比较，若存在不频繁子集则不插入
				if(!has_infrequent_subset(v3,m))
					m0.insert(pair<vector<int>,int>(v3,0));
			}
			
		}
	}
	return m0;
}

void show_C_k(map<vector<int>,int> m)
{
	map<vector<int>,int>::iterator mit;
	for(mit=m.begin();mit!=m.end();mit++)
	{
		vector<int> v = mit->first;
		vector<int>::iterator it;
		for(it=v.begin();it!=v.end();it++)
		{
			cout<<*it;
			if(it<v.end()-1)
				cout<<"、";
		}
		cout<<"     "<<mit->second<<endl;
	}
}
map<vector<int>,int> subset_count(map<vector<int>,int> m)
{
	map<vector<int>,int>::iterator mit;
	for(mit=m.begin();mit!=m.end();mit++)
	{
		vector<int> v = mit->first;
		vector<int>::iterator it;
		int count=0;
		int length=v.size();
		for(int i=0;i<9;i++)
		{
			int lcount=0;
			for(it=v.begin();it!=v.end();it++)
			{
				int j=0;
				while(data[i][j]!=*it&&j<5)
					j++;
				if(j==5)
					break;
				if(data[i][j]==*it)
					lcount++;

			}
			if(lcount==length)
				count++;
		}
		mit->second=count;
	}
	return m;
}
map<vector<int>,int> delete_lessthan_2_support(map<vector<int>,int> m)
{
	map<vector<int>,int>::iterator mit=m.begin();
	while(mit!=m.end())
	{
		if(mit->second<2)
			mit=m.erase(mit); //Linux下erase()函数无返回值
		else
			mit++;
	}
	return m;
}
//产生1项频繁项集
map<vector<int>,int> find_fequent_1_itemsets()
{
	map<vector<int>,int> m;
	vector<int> v[6];
	int count[6]={0};
	int k=0;
	for(int i=0;i<9;i++)
		for(int j=0;j<5;j++)
		{
			switch(data[i][j])
			{
				case 1:count[1]++;break;
				case 2:count[2]++;break;
				case 3:count[3]++;break;
				case 4:count[4]++;break;
				case 5:count[5]++;break;
				default:break;
			}
		}
	for(int l=1;l<=5;l++)
	{
		v[l].push_back(l);
	    m.insert(pair<vector<int>,int>(v[l], count[l]));
	}
	return m;
}
int main()
{
	map<vector<int>,int> L[10],C[10],temp;
	//C=get_itemsets(); //获取事物集，可以从数据库中读取，
	//产生1项频繁项集
	L[1]=find_fequent_1_itemsets();
	map<vector<int>,int>::iterator mit;
	cout<<"*****************"<<endl;
	cout<<"第1项频繁项集"<<endl;
	cout<<"-----------------"<<endl;
	for(mit=L[1].begin();mit!=L[1].end();mit++)
	{
		vector<int> v =mit->first;
		cout<<*(v.begin())<<"     "<<mit->second<<endl;
	}
	cout<<"*****************"<<endl;

	int k;
	for(k=2;!L[k-1].empty();k++)//IsExist(L[k-1])
	{
		//产生k项候选集
		C[k]=aprori_gen(k,L[k-1]);
		cout<<"*****************"<<endl;
		cout<<"第"<<k<<"项频繁项集"<<endl;
		cout<<"-----------------"<<endl;
		//show_C_k(C[k]);
		temp=subset_count(C[k]);
		//show_C_k(temp);
		L[k]=delete_lessthan_2_support(temp);
		show_C_k(L[k]);
		cout<<"*****************"<<endl;

	}
	return 0;
}