基于Apriori算法對移動課堂微信APP中熱點問題的關聯分析

吉珊珊，李淑飛，江務學

（東莞職業技術學院，廣東 東莞 523808）

基于Apriori算法對移動課堂微信APP中熱點問題的關聯分析

吉珊珊，李淑飛，江務學

（東莞職業技術學院，廣東 東莞 523808）

隨著我國互聯網技術的飛速發展，微信作為新一代通訊軟件，憑借著自身信息發布便捷、互動性強、成本低廉等優勢得到了廣大互聯網用戶的青睞。微信應用范圍的擴大，使得該通訊軟件逐漸成為教學活動開展的一個主要手段。但就實際應用情況來看，仍存在一些有待解決的問題，比如說，信息形式單一、互動性弱、時效性不強等。為此，文章介紹了Apriori算法，以期利用Apriori算法來進行關聯分析，從而形成問題的分析結果，將移動課堂微信APP的優勢最大限度地發揮出來。

Apriori算法；移動課堂；微信App；關聯分析

在互聯網技術飛速發展的今天，一些基于移動端的新媒介不斷涌現，微信就是眾多新媒介中的一種。為了可以給互聯網用戶提供更加優質的體驗，騰訊公司一直在對微信進行更新與完善，使微信用戶群體得到了進一步擴大。微信用戶的持續增加給教學活動的開展提供了新的途徑。隨著移動課堂微信APP應用范圍的不斷擴大，軟件應用過程中也呈現出了一些有待解決的問題，如信息形式單一、互動性弱等。為了解決上述問題，文章主要介紹了Apriori算法，利用該算法對問題進行關聯提取，并在此基礎上對問題進行分析，得出分析結果進而將移動課堂微信APP的優勢充分發揮出來。

1　關聯規則挖掘技術

1.1關聯規則基本概念

在移動課堂微信APP使用過程中，勢必會產生大量數據，在海量數據中，勢必會隱藏著一些有價值的信息，如何將這些數據信息的價值最大限度發揮出來是數據挖掘的主要目的。就目前數據挖掘工作的現狀來看，其主要研究方向就是關聯規則挖掘。所謂關聯規則挖掘技術，主要是指通過對事務項集和項集之間關系的分析，對數據信息所隱藏的實用價值進行挖掘和探索的一種技術。

1.2關聯規則挖掘步驟

一般來說，關聯規則挖掘主要分為兩個步驟，首先是頻繁項集的構建。頻繁項集是關聯規則挖掘技術應用中必不可少的一項內容，比如說，將用A表示已知事務數據庫，那么項目集就可表示為｛A1，A2，…An｝，并用上述已知數據信息，找出符合最小支持度要求的頻繁項集。其次是規則的構建。關聯規則挖掘技術共涉及兩種類型的規則，即強關聯規則和弱關聯規則。其中，強關聯規則主要是指既符合用戶指定的支持度閾值，又符合可信度閾值。反之，則為弱關聯規則。

在上述兩個步驟中，頻繁項目的構建是否科學合理，不僅直接關系著算法總體性能的好壞，而且也是判定關聯規則好壞的重要指標，在整個挖掘過程中具有重要作用。規則的構建是以頻繁項集為基礎計算得出的，所以相對來說比較簡單，其主要目的就是為了將判斷關聯規則的強弱。

1.3關聯規則分類

根據分類標準不同，可將關聯規則分為多種不同類型，按照處理變量類型的不同，可將其分為數值型關聯規則和布爾型關聯規則；按照數據在規則中的抽象層次，可將其分為單層關聯規則和多層關聯規則；按照數據在規則中涉及的維數，則可將其分為單維關聯規則和多維關聯規則。了解管理規則分類，可以更好地促進關聯規則挖掘技術的合理應用。

1.4Apriori算法介紹

自從關聯規則挖掘技術在1993年被提出以來，廣大學者給予了高度重視，并加大了對該技術的研究力度，同時也對原有算法進行了優化與完善，Apriori算法應運而生。與傳統算法不同，Apriori算法在使用過程中，需要進行多次迭代算法。首先，需要通過對數據信息一次性掃描，對數據信息中單個項目的計數進行統計，并在此基礎上將滿足最小支持度要求的單個項目提取出來形成頻繁項集，得出的這一頻繁項集就是下一次掃描的對象，然后重復此項操作，直到數據庫中無法生產頻繁項集為止。

2　Apriori算法在微信熱點事件的關聯分析模型及數據分析

移動課堂微信APP在已經成為當前教學活動的一個主要手段，軟件中承載著大量數據信息。所以，Apriori算法在微信熱點事件關聯分析中的應用也成為一個必然趨勢。通過對微信中大量數據信息的分析和挖掘，可以將信息中隱藏的應用價值充分發揮出來。

2.1Apriori算法在移動課堂微信APP的關聯分析模型

利用Apriori算法對移動課堂微信APP進行關聯分析，首先應該將信息中的頻繁項集，充分挖掘出來，然后在此基礎上構建關聯分析的規則，每一條規則的右部只有一項，采用的是中規則的定義。一旦這一規則被生成，那么只有那些大于用戶給定的最小可信度的規則才會被留下來。為了生成所有頻集，可以選用遞歸的方法。

Apriori算法的基本實現原理：

輸入：數據集A，最小支持度minsupport

輸出：所有的頻繁項集

L1=find_Frequent_itemsets（A，minsupport）

for（K=2；Lk-1！=NULL；k++）

｛Ck=apriori_gen（Lk-1）｝

for each item t包含于A

do ｛Ct=subset（Ck，t）for each candidate c包含于Ct count++｝

通過對微信數據信息的挖掘分析總結出，在微信熱點問題關聯分析中，能夠對分析結果產生影響的因素有很多，例如，事件屬性、閱讀量、點贊量等。

2.2Apriori算法在移動課堂微信APP分析中的數據分析

為了更好地對Apriori算法在移動課堂微信APP關聯分析中的作用進行分析，研究人員在萃取大量微信事件數據之后，抽取了其中的部分事件，并根據各個事件的具體情況，將上述幾個影響因素的實際情況錄入到數據庫中，具體內容如表1所示。

表1　移動課堂微信APP事件信息

在對移動課堂微信APP事件信息進行分析之后，利用Apriori算法對微信熱點事件進行了關聯規則挖掘分析，挖掘結果如表2所示。

表2　微信熱點事件關聯規則挖掘結果

表2給出的是部分微信熱點事件的關聯情況，左邊部分主要是事件屬性，右部分則是該事件的支持度，是衡量該熱點事件關聯規則強弱的重要指標。

3　Apriori算法的改進設計

從上文的分析能夠看出，當前移動課堂微信APP在使用過程中，信息的發布多以文字為主，形式十分單一，而且與學生之間沒有建立良好的互動，這勢必會影響到微信APP的應用效果。Apriori算法具有簡單清晰、易于實現等諸多優點，在當前社會各領域的發展中都有廣泛應用。但同時，該算法也存在一些有待解決的問題。比如說，算法思想無法滿足當前學生學習需求以及算法描述過于繁瑣等。所以，隨著微信數據量的不斷增加，Apriori算法的改進設計也勢在必行。所以，筆者就當前Apriori算法的應用現狀，從算法思想和算法描述兩個方面著手，提出以下改進措施。

3.1改進算法思想

算法思想的改進應該從兩個方面著手，一是上三角支持度矩陣的構造。首先要明確上三角支持度矩陣中所涉及的內容，就該矩陣的內容來看，主要是微信數據庫中全部項目的個數，無論是行標還是列標，都可視為項目的集合。其次要明確上三角支持度矩陣的作用，在矩陣中，支持度本身就可以作為統計計數，所以在最小支持度閾值給定的前提下，可以此為依據直接獲取到頻繁項集1，2，3。通常情況下，上述3個頻繁項集屬第二個頻繁項集生產過程最為復雜，需要經過多次比較才能夠得到最終結果，而且上三角支持度矩陣只能生成3個頻繁項集，如果想要生成后續項集，就需要借助事務二進制向量表，這也是算法思想改進的第二個方面，接下來筆者就對其進行詳細闡述。二進制向量表的生成是與上三角支持度矩陣同時開展的，在微信熱點事件數據庫中，每個熱點事件都有一個或多個項目與之對應，可以根據項目的具體數量來確定編碼長度。在某一熱點事件中，項目存在的位置用“1”表示，項目不存在的位置用“0”表示。由此，根據二進制向量的意義引出相關概念。

3.2改進算法描述

算法描述的改進也是Apriori算法改進設計的一項重要內容。對于此項內容的改進同樣需要從兩個方面著手，一是執行步驟描述改進，二是偽代碼描述改進。根據當前Apriori算法的應用現狀來看，在對執行步驟描述進行改進的時候，應使其按照以下幾個步驟進行：（1）對微信事件數據庫進行掃描，同時生成上三角支持度矩陣和二進制向量表，并在基礎上根據矩陣中的具體內容生成頻繁1-項集和頻繁2-項集。（2）以頻繁1-項集和頻繁2-項集為基礎生成頻繁3-項集，然后通過對事件進行向量計算和統計確定事件滿足最小支持度。（3）當頻繁項集掃描到一定程度之后，就可以通過二進制表確定支持度，判斷是否滿足條件，如果不滿足頻繁項集生成條件，那么就退出循環，算法結束。

Apriori算法偽代碼的改進描述如下：

輸入：事務數據庫，最小支持度min_sup

輸出：頻繁項集

#生成帶權值的上三角矩陣，讀取一條記錄，此條記錄記作ti#

For i，j in ti：#若記錄中任意兩項i，j都為1則對上三角矩陣M［i］［j］加1

For each i=1＆＆j=1：

M［i］［j］++

#生成二進制表

For i in range（事務數）：B=0，Ci=0

4　結語

綜上所述，隨著微信用戶規模的不斷擴大，移動課堂微信APP的有效應用可以進一步提升教學活動效率，促進教學目標的順利實現。從本文的分析可以看出，互動性弱、時效性差是當前移動課堂微信APP應用中兩個重要問題，為了將這些問題有效解決，文章介紹了Apriori算法，并根據其使用情況從算法思想和算法描述上進行了優化，使得該算法的數據提取效率更高，分析結果也更具科學性和參考性，不僅提高了學生的學習效率，而且對教學質量的提升也具有重要意義。

［1］劉偉，鄭世鈺.基于Apriori算法的對微信熱點事件的關聯分析與研究［J］.計算機與數字工程，2016（1）：31-34.

［2］任健，王心璐.國內新媒體學術研究的新態勢與新特征［J］.編輯之友，2014（5）：60-64.

［3］陶立秋.改進的Apriori算法在微信熱點分析中的應用研究［D］.武漢：華中師范大學，2015.

［4］張宏旭.現代信息技術在高職職業教育教學的應用—基于微信的移動課堂APP服務系統設計與實現［J］.無線互聯科技，2014（5）：229.

The Analysis and Research of the Hot Spot problem of WeChat APP in Mobile Classroom Based on Apriori Algorithm

Ji Shanshan， Li Shufei， Jiang Wuxue
（Dongguan Technology and Vocational College， Dongguan 523808， China）

With the rapid development of Internet technology in China， micro channel advantages as a new generation of communications software，by virtue of its information convenient， strong interactivity， low cost， etc. the majority of Internet users favor. The expansion of scope of application，making the communication software has gradually become a major means in teaching activities. But the point of view of practical application， there are still some problems to be solved， for example， information in the form of a single， weak interaction， timeliness is not strong. Therefore， this paper introduces the apriori algorithm， by using the apriori algorithm to carry on the correlation analysis， so as to form the results of the analysis of the problem ， will move the classroom to maximize the advantages of WeChat app play out.

Apriori algorithm； mobile classroom； wechat App； correlation

項目名稱：2015年度廣東省教育研究院教育研究課題（職業教育類）；項目編號：GDJY-2015-B-b060。2015年廣東省高職教育教學改革項目；項目名稱：基于MOOC和微信APP的計算機應用基礎翻轉課堂教學的研究與實踐；項目編號：GDJG2015001。項目名稱：廣東省教育技術教學改革研究項目；項目編號：No.2015021

吉珊珊（1985-），女，廣東梅州，碩士，講師，工程師；研究方向：計算機智能信息處理與控制，計算機教育，計算機應用。