复杂网络 介数中心性 java_ego network 介数中心性计算

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已经匿名di用户   2022-4-26 15:52   1122   0

下面是求节点介数的代码,介数就是指经过一个点的最短路径的比例,在计算复杂网络中节点重要性的时候会用到。 /**

* 用来计算介数

* 要计算所有的最短路径,用DIJ计算最短路径的时候我们可以发现一个规律:最后生成的结果是最小生成树,而一棵树是可以用一个一维数组表示的。

* 所以本代码在计算介数的时候具有和DIJ相同的时间复杂度。

*/

public class Betweeness {

private double[][] dis;

private int N;

Betweeness(double[][] dis)

{

this.dis = dis;

this.N = dis.length;

}

/**

* 根据返回的树来计算经过每个节点的最短路径的数目

* @return

*/

public double[] getBetweeness()

{

double[] b = new double[N];

for(int start = 0; start < N; start++)

{

int[] path = getPath(start); // 保存树的结构

int[] num = new int[N]; // 一个节点的路径的数目

int[] used = new int[N]; // 0:初始-->1:有子节点 0--->2:把没有子节点的处理

// 每次处理的时候找到没有子节点的点,然后将它的个数加到它的父节点中

for(int i = 0; i < N; i++)

{

for(int j = 0; j < N; j++)

{

if(path[j] != -1 && used[path[j]] == 0)

{

used[path[j]] = 1;

}

}

for(int j = 0; j < N; j++)

{

if(used[j] == 0 && path[j] >= 0)

{

num[path[j]] += 1 + num[j];

used[j] = 2;

}

}

for(int j = 0; j < N; j++)

{

if(used[j] == 1)

{

used[j] = 0;

}

}

}

for(int i = 0; i < N; i++)

{

b[i] += num[i];

}

}

double sum = N*N - N;

for(int i = 0; i < N; i++)

{

b[i] /= sum;

}

return b;

}

/**

* 计算从start出发到各个节点的最短路径,返回这棵最小生成树

* @param start

* @return

*/

public int[] getPath(int start)

{

int[] path = new int[N];

boolean[] used = new boolean[N];

double[] minDis = new double[N];

for(int i = 0; i < N; i++)

{

path[i] = -1;

minDis[i] = -1.0;

}

used[start] = true;

minDis[start] = 0.0;

for(int i = 1; i < N; i++)

{

for(int j = 0; j < N; j++)

{

if(used[j] == true || dis[start][j] < 0){

continue;

}

if(dis[start][j] >= 0.0 && (minDis[j] < 0.0 || minDis[j] > minDis[start] + dis[start][j]))

{

path[j] = start;

minDis[j] = minDis[start] + dis[start][j];

}

}

start = -1;

for(int j = 0; j < N; j++)

{

if(minDis[j] < 0.0 || used[j] == true)

{

continue;

}

if(start == -1 || minDis[start] > minDis[j])

{

start = j;

used[start] = true;

}

}

if(start == -1)

{

break;

}

}

return path;

}

/

public static void main(String[] main){

double[][] dis = {{0, 1, 5, 2},

{1, 0, 4, 6},

{5, 4, 0, 3},

{2, 6, 3, 0}};

double[] b = new Betweeness(dis).getBetweeness();

for(int i = 0; i < b.length; i++)

{

System.out.println(b[i]);

}

}

}

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