高效用项集挖掘算法的改进及其应用研究

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高效用项集挖掘是数据挖掘领域中研究热点之一,它旨在发现事务数据库中具有高度重要性的模式。近年来,学者们提出了大量相关方面的算法,并取得了一定的研究成果。然而,目前大多数高效用项集挖掘算法仅仅关注项集的效用值,导致挖掘出的项集大多数是弱相关的,在实际生活中没有意义。首先,本文针对上述问题提出了ULB-CHMiner算法来发现相关性更强的高效用项集。该算法在ULB-Miner算法的基础上引入了全置信度约束,并提出了相关效用的新概念。为了提高算法的挖掘效率,改进了效用列表缓冲区结构,并基于提出的相关效用上界和估计相关效用共生结构进行剪枝。在不同数据集上进行的大量实验表明,ULB-CHMiner算法可以修剪大量弱相关项集,并且在时间性能、内存消耗和可扩展性方面相比于选取的对比算法整体上表现更好。然后,针对ULB-CHMiner算法中阈值难以设定的问题,本文提出了ULBTKCH算法。该算法旨在挖掘相关效用值最大的k个项集,用户只需设定k值即可。为了有效提升算法的效率,它使用了提前设定阈值策略、阈值提升策略、基于相关效用上界的剪枝策略等五种策略。此外,该算法选用改进的效用列表缓冲区结构来有效存储和检索效用信息。最后在多个数据集上对算法的性能进行评估,结果表明ULB-TKCH算法比TKO算法的挖掘速度更快且内存消耗更少,并且具备较好的可扩展性。最后,本文设计并实现了相关高效用MOOC模式可视化平台。先对MOOC数据进行预处理得到两种不同的事务数据库,然后分别对课程模式和课程种类模式进行挖掘。之后,搭建可视化平台来直观地展现挖掘结果,以更好地分析用户的选课行为。
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