Apriori 예제 사다리 문서의 문제 4 풀이 코드다. if __name__ == "__main__": 아래가 자체 테스트다.
"""Apriori 예제 사다리 문제 2~4 검증 (문제 1은 13_apriori_impl.py가 확인한다).
문서: 4.연습문제/13.Apriori 예제 사다리
문제 2: ABC, AB, AC, BC, ABCD (min_sup 3)
문제 3: 거래 9개 (min_sup 2) — 13_apriori_impl.py와 같은 결과를 여기서도 계산한다
문제 4: 영수증 5장 (맥주·견과·기저귀 / 맥주·커피·기저귀 / 맥주·기저귀·달걀 / 견과·달걀·우유 / 견과·커피·기저귀·달걀·우유),
min_sup 2, 가장 긴 빈발 집합에서 min_conf 60% 규칙
Apriori 구현은 3.개념집/13_apriori_impl.py에서 필요한 부분을 복사했다.
"""
from itertools import combinations
def apriori(db, ms):
db = [frozenset(t) for t in db]
C = {frozenset([i]) for t in db for i in t}; k = 1; res = {}; log = []
while C:
cnt = {c: sum(1 for t in db if c <= t) for c in C}
L = {c: n for c, n in cnt.items() if n >= ms}
log.append((k, cnt, L)); res.update(L)
items = sorted(tuple(sorted(x)) for x in L); nxt = set()
for i in range(len(items)):
for j in range(i + 1, len(items)):
a, b = items[i], items[j]
if a[:k - 1] == b[:k - 1] and a[k - 1] < b[k - 1]:
c = frozenset(a) | frozenset(b)
if all(frozenset(s) in L for s in combinations(sorted(c), k)):
nxt.add(c)
C = nxt; k += 1
return res, log
def S(*x):
return frozenset(x)
def main():
f2, log2 = apriori([set("ABC"), set("AB"), set("AC"), set("BC"), set("ABCD")], 3)
assert log2[0][1] == {S("A"): 4, S("B"): 4, S("C"): 4, S("D"): 1}
assert log2[1][1] == {S("A", "B"): 3, S("A", "C"): 3, S("B", "C"): 3}
assert log2[2][1] == {S("A", "B", "C"): 2} and log2[2][2] == {}
print("[OK] 문제 2: L1 = A,B,C (D 1), L2 = AB3 AC3 BC3, C3 = ABC 2 -> L3 없음")
ex = [set("ABE"), set("ABD"), set("BC"), set("BD"), set("AC"), set("BC"), set("AC"), set("ABCE"), set("ABC")]
f3, log3 = apriori(ex, 2)
assert set(log3[1][2]) == {S("A", "B"), S("A", "C"), S("A", "E"), S("B", "C"), S("B", "D"), S("B", "E")}
assert set(log3[2][1]) == {S("A", "B", "C"), S("A", "B", "E")}
print("[OK] 문제 3: L2 6개, C3 = ABC, ABE")
db4 = [{"Beer", "Nuts", "Diaper"}, {"Beer", "Coffee", "Diaper"}, {"Beer", "Diaper", "Eggs"},
{"Nuts", "Eggs", "Milk"}, {"Nuts", "Coffee", "Diaper", "Eggs", "Milk"}]
f4, log4 = apriori(db4, 2)
L2 = {tuple(sorted(c)): n for c, n in log4[1][2].items()}
assert L2 == {("Beer", "Diaper"): 3, ("Coffee", "Diaper"): 2, ("Diaper", "Eggs"): 2, ("Diaper", "Nuts"): 2,
("Eggs", "Milk"): 2, ("Eggs", "Nuts"): 2, ("Milk", "Nuts"): 2}
C3 = {tuple(sorted(c)): n for c, n in log4[2][1].items()}
assert C3 == {("Diaper", "Eggs", "Nuts"): 1, ("Eggs", "Milk", "Nuts"): 2}
L3 = {tuple(sorted(c)): n for c, n in log4[2][2].items()}
assert L3 == {("Eggs", "Milk", "Nuts"): 2}
assert len(log4) == 3 or log4[3][2] == {}
l = S("Eggs", "Milk", "Nuts")
rules = {}
for r in (1, 2):
for s in combinations(sorted(l), r):
rules[s] = f4[l] / f4[frozenset(s)]
strong = {s: round(c, 3) for s, c in rules.items() if c >= 0.6}
assert strong == {("Eggs", "Milk"): 1.0, ("Eggs", "Nuts"): 1.0, ("Milk",): 1.0, ("Milk", "Nuts"): 1.0,
("Eggs",): 0.667, ("Nuts",): 0.667}
print("[OK] 문제 4: L2 7개, L3 = {달걀, 우유, 견과}:2, 60% 이상 규칙 6개 모두")
print(" 규칙 신뢰도:", {"+".join(k): round(v, 3) for k, v in rules.items()})
print("ALL CHECKS PASSED")
if __name__ == "__main__":
main()