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編程筆記

NetworkX中四種網絡模型的生成函數

1、規則圖 random_graphs.random_regular_graph(d, n) 含有n個節點,每個節點有d個鄰居節點的規則圖。 2、ER圖 random_graphs.erdos_renyi_graph(n,p) 生成一個含有n個節點,以概率p來連接N個節點中的每一對節點 3、WS小世界模型 random_graphs.watts_strogatz_graph(n, k, p) 生成一個含有n個節點、每個節點有k個鄰居、以概率p隨機化重連邊的WS小世界網絡。 簡單說,小世界網絡外圈是是一個環形,然後每個環形上的節點隨機連接到其它節點。 這種結構的網絡模型是一類具有較短的平均路徑長度又具有較高的聚類係數的網絡的總稱。 通過調節一個參數可以從規則網絡向隨機網絡過渡,該模型成為WS小世界模型。 從一個環狀的規則網絡開始:網絡含有N個結點,每個節點向與它最臨近的K個節點連出K條邊,並滿足N>>K>>ln(N)>>1。 以概率p隨機地重新連接網絡中的每個邊,即將邊的一個端點保持不變,而另一個端點取為網絡中隨機選擇的一個節點。其中規定,任意兩個不同的節點之間至多隻能有一條邊,並且每一個節點都不能有邊與自身相連。 這樣就會產生pNK/2條長程的邊把一個節點和遠處的結點聯繫起來。改變p值可以實現從規則網絡(p=0)向隨機網絡(p=1)轉變。 注意WS小世界模型構造算法中的隨機化過程有可能破壞網絡的連通性,更佳的模型需要考慮:NW小世界網絡模型。 4、BA圖(無標度) andom_graphs.barabasi_albert_graph(n, m) 生成一個含有n個節點、每次加入m條邊的BA無標度網絡。 無標度網絡的特徵是具有嚴重的異質性,其各節點之間的連接度數具有嚴重的不均勻分佈性。 典型的如的路由器,網絡中少數稱之為Hub點的節點擁有極其多的連接,而大多數節點只有很少量的連接。 又比如呼叫中心、發電廠等,由少數Hub點對無標度網絡的運行起著主導的作用。 無標度網絡的無標度性,是描述大量複雜系統整體上嚴重不均勻分佈的一種內在性質。 在無標度網絡中,如果中心節點受到攻擊,那麼會引起大規模癱瘓。

本文由 三符道長 撰於 2019年7月5日。轉載請註明出處。