communities-complex.java.txt

介绍复杂网络社区划分社区特性的源代码

/**  
 * Created on 2007-5-22  
 *  
 * @status   
 */   
package net.analysis;   
   
import java.util.*;   
   
/**  
 *   
 * 社区算法  
 *   
 *   
 * @author 袁韶谦  
 *  
 */   
public class Communities {   
   
    /**  
     * 计算当前网络社团分类方式的Newman模块化系数Q  
     * @param parts 网络的社团分类方式，社团编号从0开始  
     * @param part_number 社团的个数  
     * @param network  
     * @return 模块化系数Q  
     */   
    public static double NewmanQ(int[] parts,int part_number,Network network){   
        double[][] e=new double[part_number][part_number];   
        for(int i=0;i<E.LENGTH;I++) if(nbrs[ni] ni="0;ni<nbrs.length;ni++){" for(int nbrs="net.n_neighbors(n);" int[] 初始化Q i="0;i<edges.length;i++){" n="((Integer)stack.remove()).intValue();" int m="net.getTotalEdges();" Q="0;" Network double[net.getNetworkSize()]; a="new" double[] int[net.getNetworkSize()]; Hidx="new" H="new" newmanQ="0;" double } community[i].add(i); HashSet(); community[i]="new" Set[net.getNetworkSize()]; community="new" Set[] net){ CNM(Network Set static public * 集合的元素为集合，其每一个集合代表一个社区，成员为相应节点idx @return net @param 社团分解，CNM算法 ** ret; return while... ret.add(newset); Integer(nbrs[i])); allnode.remove(new stack.add(nbrs[i]); newset.add(nbrs[i]); if(allnode.contains(nbrs[i])){ while(!stack.isEmpty()){ stack.add(seed); newset.add(seed); seed="((Integer)allnode.remove()).intValue();" LinkedList(); stack="new" LinkedList newset="new" while(!allnode.isEmpty()){ allnode="new" ret="new" partitions(Network (Note:这个函数与Partitions类中的函数一样） 可以通过Set2Array将其转换成数组 所有集合包含在返回集合中 每个联通区域表示为一个集合（成员为节点的Idx） 获取网络的连通区域 parts; cidx++; parts[ii]="cidx;" ii="((Integer)ito.next()).intValue();" while(ito.hasNext()){ ito="part.iterator();" Iterator part="(Set)it.next();" while(it.hasNext()){ it="comm.iterator();" cidx="0;" int[total]; parts="new" total+="part.size();" total="0;" comm){ Set2Array(Set comm 将集合的集合表示为数组，数组项表示原成员所属于的集合 Q; Q+="(e[i][i]-a[i]*a[i]);" for.... j="0;j<e[i].length;j++)e[i][j]=0;" a[i]="0;" double[part_number]; for..... if(pa!="pb)e[pb][pa]++;" e[pa][pb]++; pb="parts[edges[i].B_Idx];" pa="parts[edges[i].A_Idx];" edges="network.get_edge_array();" _Edge[]>i){   
                    int idi=i;   
                    int idj=nbrs[ni];   
                       
                    int ki=net.n_degree(idi);   
                    int kj=net.n_degree(idj);   
                    double deltaQ=1.0/(2.0*m)-(ki*kj)/(4.0*m*m);   
                       
                    Q.sete(nbrs[ni], i, deltaQ);   
                }//    
            }   
        }///for.......    
           
        for(int i=0;i<N;I++) ni="0;ni<nbrs.length;ni++){" for(int nbrs="Q.n_neighbors(i);" int[] i="0;i<n;i++){" int double a[i]="Q.n_degree(i)/(2.0*m);" if(tmpQ nbrs[ni]); tmpQ="Q.gete(i," maxidx="nbrs[0];" maxQ="0;" if(nbrs.length="=0)continue;" 初始化H 初始化a>maxQ){   
                    maxQ=tmpQ;   
                    maxidx=nbrs[ni];   
                }   
            }   
            H[i]=maxQ;   
            Hidx[i]=maxidx;   
        }//for......    //initialize H    
   
        while(true){   
   
            double maxH=0;   
            int maxHidx=0;   
               
            //先查找最大都H    
            for(int i=0;i<H.LENGTH;I++) if(H[i]>maxH){   
                    maxH=H[i];   
                    maxHidx=i;   
                }   
            if(maxH==0)break;   //所有都H都为负值，搜索结束    
               
            newmanQ+=maxH;   
               
            int idi=maxHidx;   
            int idj=Hidx[idi];   
               
            //合并i和j    
            community[idj].addAll(community[idi]);   
            community[idi]=null;    //删除i    
               
            Set updateH=new HashSet();   
               
            Set nbrs_i=Q.n_neighbors_S(idi);   
            Set nbrs_j=Q.n_neighbors_S(idj);   
               
            Iterator it=nbrs_j.iterator();   
            while(it.hasNext()){   
                int idk=((Integer)it.next()).intValue();   
                if(idk==idj)continue;   
                if(nbrs_i.contains(idk)){       //k同时和i、j相连    
                    Q.sete(idj, idk, Q.gete(idj, idk)+Q.gete(idi, idk));   
                    nbrs_i.remove(idk);   
                }else{          //k只和j相连    
                    Q.sete(idj, idk, Q.gete(idj, idk)-2*a[idi]*a[idk]);   
                }   
                updateH.add(idk);   
            }//////////    
               
            it=nbrs_i.iterator();   
            while(it.hasNext()){   
                int idk=((Integer)it.next()).intValue();   
                if(idk==idj)continue;   
                    //k只与i相连，不与j相连    
                Q.sete(idj, idk, Q.gete(idi, idk)-2*a[idj]*a[idk]);   
                updateH.add(idk);   
            }//////while..    
               
            int[] nbrs=Q.n_neighbors(idi);   
            for(int ni=0;ni<NBRS.LENGTH;NI++){ id=((Integer)it.next()).intValue(); ni="0;ni<nbrs.length;ni++){" for(int nbrs="Q.n_neighbors(id);" int double } while(it.hasNext()){ it="updateH.iterator();" if(tmpQ nbrs[ni]); tmpQ="Q.gete(id," maxidx="0;" maxQ="0;" if(nbrs.length="=0){" continue; H[id]="0;" 更新H updateH.add(idj); updateH.add(idi); 删除i那一行元素 0); nbrs[ni], Q.sete(idi,>maxQ){   
                        maxQ=tmpQ;   
                        maxidx=nbrs[ni];   
                    }   
                }   
                   
                H[id]=maxQ;   
                Hidx[id]=maxidx;   
            }//while(it.hasNext())  //UpdateH    
               
            a[idj]=a[idi]+a[idj];   //更新a    
            a[idi]=0;   
        }//while(true)    
           
        HashSet<SET> communities=new HashSet<SET>();   
        for(int i=0;i<COMMUNITY.LENGTH;I++) for(int int[] i="0;i<level;i++){" int Network } Set static public * @return net="nt.clone();" @param ** return part="partitions(net);" comm="Set2Array(part);" j="0;(j<step&&j<lball.length);j++)" _Edge[] 0); if(NewmanQ(comm,part.size(),nt) 计算当前得到的社团划分 lbets[maxi].B_Idx, net.sete(lbets[maxi].A_Idx, maxi="max_betweenness(lbets);" if(lbets.length="=0)break;" lbets="nbet.get_edge_array();" nbet="LinkBetweenness.calculate(net);" 逐步删除介数大的边 step="lball.length/level+1;" level){ preferedQ, nt,double GN_decomposition(Network level="nmQ.length;" preferedQ nt 采用GN算法得到社团分解 模块度Q nmQ[i]="NewmanQ(comm,part.size(),nt);" 得到的社团的个数 cmmc[i]="part.size();" cmmc){ nmQ,int[] nt,double[] void lball="LinkBetweenness.sorted_link_betweenness(nt);" lball[j].b_idx, net.sete(lball[j].a_idx, LinkBetweenness[] GN_decomposition_optimized(Network cmmc nmQ 获取GN分裂，得到的模块度曲线 communities; Q:?+newmanQ); System.out.println(?Newman if(community[i]!="null)communities.add(community[i]);">=preferedQ)    //已经到达预先设定的Q值，返回    
                return part;   
        }   
        return null;   
    }   
       
    static int max_betweenness(_Edge[] lbets){   
        int maxi=0;   
        double maxb=0;   
        for(int i=0;i<LBETS.LENGTH;I++) if(lbets[i].weight>maxb){   
                maxi=i;   
                maxb=lbets[i].weight;   
            }   
        return maxi;   
    }   
}   

/** 
 * Created on 2007-5-22 
 * 
 * @status  
 */ 
package net.analysis; 
 
import java.util.*; 
 
/** 
 *  
 * 社区算法 
 *  
 *  
 * @author 袁韶谦 
 * 
 */ 
public class Communities { 
 
	/** 
	 * 计算当前网络社团分类方式的Newman模块化系数Q 
	 * @param parts 网络的社团分类方式，社团编号从0开始 
	 * @param part_number 社团的个数 
	 * @param network 
	 * @return 模块化系数Q 
	 */ 
	public static double NewmanQ(int[] parts,int part_number,Network network){ 
		double[][] e=new double[part_number][part_number]; 
		for(int i=0;ii){ 
					int idi=i; 
					int idj=nbrs[ni]; 
					 
					int ki=net.n_degree(idi); 
					int kj=net.n_degree(idj); 
					double deltaQ=1.0/(2.0*m)-(ki*kj)/(4.0*m*m); 
					 
					Q.sete(nbrs[ni], i, deltaQ); 
				}// 
			} 
		}///for....... 
		 
		for(int i=0;imaxQ){ 
					maxQ=tmpQ; 
					maxidx=nbrs[ni]; 
				} 
			} 
			H[i]=maxQ; 
			Hidx[i]=maxidx; 
		}//for......	//initialize H 
 
		while(true){ 
 
			double maxH=0; 
			int maxHidx=0; 
			 
			//先查找最大都H 
			for(int i=0;imaxH){ 
					maxH=H[i]; 
					maxHidx=i; 
				} 
			if(maxH==0)break;	//所有都H都为负值，搜索结束 
			 
			newmanQ+=maxH; 
			 
			int idi=maxHidx; 
			int idj=Hidx[idi]; 
			 
			//合并i和j 
			community[idj].addAll(community[idi]); 
			community[idi]=null;	//删除i 
			 
			Set updateH=new HashSet(); 
			 
			Set nbrs_i=Q.n_neighbors_S(idi); 
			Set nbrs_j=Q.n_neighbors_S(idj); 
			 
			Iterator it=nbrs_j.iterator(); 
			while(it.hasNext()){ 
				int idk=((Integer)it.next()).intValue(); 
				if(idk==idj)continue; 
				if(nbrs_i.contains(idk)){		//k同时和i、j相连 
					Q.sete(idj, idk, Q.gete(idj, idk)+Q.gete(idi, idk)); 
					nbrs_i.remove(idk); 
				}else{			//k只和j相连 
					Q.sete(idj, idk, Q.gete(idj, idk)-2*a[idi]*a[idk]); 
				} 
				updateH.add(idk); 
			}////////// 
			 
			it=nbrs_i.iterator(); 
			while(it.hasNext()){ 
				int idk=((Integer)it.next()).intValue(); 
				if(idk==idj)continue; 
					//k只与i相连，不与j相连 
				Q.sete(idj, idk, Q.gete(idi, idk)-2*a[idj]*a[idk]); 
				updateH.add(idk); 
			}//////while.. 
			 
			int[] nbrs=Q.n_neighbors(idi); 
			for(int ni=0;nimaxQ){ 
						maxQ=tmpQ; 
						maxidx=nbrs[ni]; 
					} 
				} 
				 
				H[id]=maxQ; 
				Hidx[id]=maxidx; 
			}//while(it.hasNext())	//UpdateH 
			 
			a[idj]=a[idi]+a[idj];	//更新a 
			a[idi]=0; 
		}//while(true) 
		 
		HashSet communities=new HashSet(); 
		for(int i=0;i=preferedQ)	//已经到达预先设定的Q值，返回 
				return part; 
		} 
		return null; 
	} 
	 
	static int max_betweenness(_Edge[] lbets){ 
		int maxi=0; 
		double maxb=0; 
		for(int i=0;imaxb){ 
				maxi=i; 
				maxb=lbets[i].weight; 
			} 
		return maxi; 
	} 
}