一種大規(guī)模圖分割方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大規(guī)模圖分割方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖分割是指將圖的節(jié)點(diǎn)分成用戶指定數(shù)量的獨(dú)立群組，用于優(yōu)化與切分邊相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]圖分割的方法主要集中于尋找復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中全局的社區(qū)結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)算法的一個(gè)重要前提是需要知道整個(gè)圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)圖的大小增長(zhǎng)到大規(guī)模級(jí)別時(shí)，新的問(wèn)題出現(xiàn)了，例如:(1)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變成巨網(wǎng)絡(luò)，基于傳統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法難以滿足需求；
(2)圖的規(guī)模逐漸變大，將全部路徑計(jì)算一遍不現(xiàn)實(shí)；(3)大規(guī)模圖中節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多、變化頻繁，判斷一條邊是否處于足夠多條最短路徑十分耗費(fèi)資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種大規(guī)模圖分割方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種大規(guī)模圖分割方法，所述方法包括:
[0006]輸入大規(guī)模圖；
[0007]計(jì)算所述大規(guī)模圖中各節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)之間的邊設(shè)置標(biāo)記值；
[0008]對(duì)所述最短路徑進(jìn)行隨機(jī)抽樣；
[0009]基于隨機(jī)抽樣的最短路徑對(duì)所述大規(guī)模圖進(jìn)行分割，若分割后存在節(jié)點(diǎn)之間的邊的標(biāo)記值大于預(yù)設(shè)參數(shù)值，則刪除該邊。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種大規(guī)模圖分割系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0011]大規(guī)模圖輸入單元，用于輸入大規(guī)模圖；
[0012]計(jì)算單元，用于計(jì)算所述大規(guī)模圖中各節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)之間的邊設(shè)置標(biāo)記值；
[0013]隨機(jī)抽樣單元，用于對(duì)所述最短路徑進(jìn)行隨機(jī)抽樣；
[0014]處理單元，用于基于隨機(jī)抽樣的最短路徑對(duì)所述大規(guī)模圖進(jìn)行分割，若分割后存在節(jié)點(diǎn)之間的邊的標(biāo)記值大于預(yù)設(shè)參數(shù)值，則刪除該邊。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是:本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，并隨機(jī)抽樣最短路徑，基于隨機(jī)抽樣的最短路徑對(duì)大規(guī)模圖進(jìn)行分割，可有效解決現(xiàn)有大規(guī)模圖中節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多、變化頻繁，判斷一條邊是否處于足夠多條最短路徑十分耗費(fèi)資源的問(wèn)題。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例可有效提高大規(guī)模圖分割的效率，具有較強(qiáng)的易用性和實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的大規(guī)模圖分割方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的大規(guī)模圖分割系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下描述中，為了說(shuō)明而不是為了限定，提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié)，以便透切理解本發(fā)明實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況中，省略對(duì)眾所周知的系統(tǒng)、裝置、電路以及方法的詳細(xì)說(shuō)明，以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本發(fā)明的描述。
[0020]為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例一:
[0022]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的大規(guī)模圖分割方法的實(shí)現(xiàn)流程，該方法過(guò)程詳述如下:
[0023]在步驟SlOl中，輸入大規(guī)模圖。
[0024]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述大規(guī)模圖是指節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多、變化頻繁的圖，例如節(jié)點(diǎn)數(shù)目超過(guò)5000，每隔一分鐘節(jié)點(diǎn)數(shù)目就會(huì)發(fā)生變化的圖。
[0025]在步驟S102中，計(jì)算所述大規(guī)模圖中各節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)之間的邊設(shè)置標(biāo)記值。
[0026]其中，所述計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑具體為:
[0027]設(shè)D_{i, j，k}為從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的只以(I,...,K)集合中的節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)的最短路徑的長(zhǎng)度；
[0028]若最短路徑經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)k，貝丨J D_{i, j, k} = D_{i, k, k_l}+D_{k, j, k_l}；
[0029]若最短路徑不經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)k，貝丨J D_{i, j, k} = D_{i, j, k_l}；
[0030]因此，D_{i，j，k}= \mbox {min} (D_{i, j, k_l}，D_{i, k, k_l}+D_{k, j, k_l})。其中，1、j、k為大于零的整數(shù)。
[0031]在實(shí)際應(yīng)用中，為了節(jié)約空間，可以直接在原有空間上進(jìn)行迭代，這樣空間可降至二維。將計(jì)算出來(lái)的最短路徑上的邊標(biāo)記值加1，如果有邊同時(shí)處于多條由節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的最短路徑，則該邊的標(biāo)記值只增加I次。
[0032]在步驟S103中，對(duì)所述最短路徑進(jìn)行隨機(jī)抽樣。
[0033]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于所述大規(guī)模圖節(jié)點(diǎn)較多，為了提高圖的分割效率，采用隨機(jī)抽樣的方法，選擇其中的部分關(guān)鍵最短路徑進(jìn)行圖分割。
[0034]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例采用隨機(jī)抽樣的益處還包括:1.不確定性:不像枚舉通常是按照一定順序枚舉，難以避免在一個(gè)大范圍之內(nèi)各個(gè)決策都差不多但是必須全部都枚舉的情況；2.靈活性:可以很方便的控制運(yùn)行次數(shù)。尤其是“被迫”枚舉的情況下，多次隨機(jī)效果會(huì)更好。
[0035]在步驟S104中，基于隨機(jī)抽樣的最短路徑對(duì)所述大規(guī)模圖進(jìn)行分割，若分割后存在節(jié)點(diǎn)之間的邊的標(biāo)記值大于預(yù)設(shè)參數(shù)值，則刪除該邊。
[0036]具體的可以是，
[0037]步驟1:設(shè)置m-OVER算法的參數(shù)值m，所述m為大于零的整數(shù)；
[0038]步驟2:為每條邊設(shè)置一個(gè)整數(shù)標(biāo)記值，并將各邊的標(biāo)記值初始化為零；
[0039]步驟3:從所述大規(guī)模圖中隨機(jī)選擇兩節(jié)點(diǎn)，并將所述兩節(jié)點(diǎn)間的所有最短路徑上的邊的標(biāo)記值加I ;需要說(shuō)明的是，如果有邊同時(shí)處于多條由節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的最短路徑，則該邊的標(biāo)記值只增加I次。
[0040]步驟4:如果存在某條邊的標(biāo)記值大于m，則刪除該邊；
[0041]步驟5:判斷該邊刪除后，所述大規(guī)模圖是否連通，若連通，則返回步驟3 ;若刪除該邊后存在多個(gè)獨(dú)立子圖，則對(duì)于大于預(yù)設(shè)規(guī)模(即較大規(guī)模)的獨(dú)立子圖，遞歸執(zhí)行步驟
1、2、3、4和5(即m-OVER算法)；對(duì)于小于或等于預(yù)設(shè)規(guī)模(即較小規(guī)模)的獨(dú)立子圖，將該獨(dú)立子圖上的節(jié)點(diǎn)作為所述大規(guī)模圖分割后的一個(gè)子集，并輸出該子集。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例采用隨機(jī)路徑搜索策略，設(shè)計(jì)基于Floyd算法的大規(guī)模圖的最短路徑距離的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)m-OVER分割算法思想，用以達(dá)到快速分割大規(guī)模圖的目的。
[0043]實(shí)施例二:
[0044]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例二提供的大規(guī)模圖分割系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0045]該大規(guī)模圖分割系統(tǒng)可以是內(nèi)置于終端設(shè)備(如個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)等)中的軟件單元、硬件單元或者軟硬件相結(jié)合的單元，或者作為獨(dú)立的掛件集成到終端設(shè)備或者終端設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)中。
[0046]該大規(guī)模圖分割系統(tǒng)包括:
[0047]大規(guī)模圖輸入單元21，用于輸入大規(guī)模圖；
[0048]計(jì)算單元22，用于計(jì)算所述大規(guī)模圖中各節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)之間的邊設(shè)置標(biāo)記值；
[0049]隨機(jī)抽樣單元23，用于對(duì)所述最短路徑進(jìn)行隨機(jī)抽樣；
[0050]處理單元24，用于基于隨機(jī)抽樣的最短路徑對(duì)所述大規(guī)模圖進(jìn)行分割，若分割后存在節(jié)點(diǎn)之間的邊的標(biāo)記值大于預(yù)設(shè)參數(shù)值，則刪除該邊。
[0051]進(jìn)一步的，所述處理單元24包括:
[0052]設(shè)置模塊241，用于設(shè)置參數(shù)值m，所述m為大于零的整數(shù)；
[0053]初始化模塊242，用于將各邊的標(biāo)記值初始化為零；
[0054]第一處理模塊243，用于從所述大規(guī)模圖中隨機(jī)選擇兩節(jié)點(diǎn)，并將所述兩節(jié)點(diǎn)間的所有最短路徑上的邊的標(biāo)記值加I ;
[0055]第二處理模塊244，用于如果存在某條邊的標(biāo)記值大于m，則刪除該邊；
[0056]第三處理模塊245，用于判斷該邊刪除后，所述大規(guī)模圖是否連通，若連通，則返回第一處理模塊繼續(xù)執(zhí)行；若刪除該邊后存在多個(gè)獨(dú)立子圖，則對(duì)于大于預(yù)設(shè)規(guī)模的獨(dú)立子圖，遞歸執(zhí)行設(shè)置模塊、初始化模塊、第一處理模塊、第二處理模塊以及第三處理模塊；對(duì)于小于或等于預(yù)設(shè)規(guī)模的獨(dú)立子圖，將該獨(dú)立子圖上的節(jié)點(diǎn)作為所述大