一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系中，有大量的頂點(diǎn)和邊構(gòu)成圖的結(jié)構(gòu)，常常希望把整 張圖切成多個(gè)子圖，或者是把連接的網(wǎng)絡(luò)切分成多個(gè)區(qū)域，就可W對(duì)每個(gè)區(qū)域分別處理，從 而達(dá)到分而治之地處理各種問題的目的。分區(qū)的功能廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、集成電路 布圖、社區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)等諸多領(lǐng)域。分區(qū)的要求有多種，其中一種常見的要求是：連接緊密的 頂點(diǎn)被劃分到一起，連接松散的頂點(diǎn)可W被劃分到不同的區(qū)域。
[0003] 2008 年，VincentD.Blondel，Jean-Loup加illaume，RenaudLambiotte和 EtienneLefebvre幾位學(xué)者給出了一種至底向上逐個(gè)頂點(diǎn)聚合的方法。他們的論文 "Fastunfoldingofcommunitiesinlargenetworks"發(fā)表在JournalofStatistical Mechanics:化ecxryandExperiment雜志上。該方法的計(jì)算效率很高，其原本的目標(biāo)是得 到一種層次化的分區(qū)結(jié)果，可用于互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，根據(jù)成員連接關(guān)系挖掘出社區(qū)結(jié)構(gòu)。若把 VincentD.Blondel等人的方法用于更多的場(chǎng)景時(shí)，會(huì)遇到的一個(gè)問題是，該方法得到的分 區(qū)數(shù)量有時(shí)不滿足需求。比如把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)用該方法劃分成7個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，但是需求認(rèn)為7個(gè) 子網(wǎng)絡(luò)太多了，希望只有3個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)使得原有方法不能適用。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410710163. 9的中國專利申請(qǐng)文件，名稱為基于節(jié)點(diǎn)聚合系數(shù)的電 力通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，該方法包括：獲取電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型；其中，所述網(wǎng)絡(luò)模型包括 節(jié)點(diǎn)和鏈路，所述節(jié)點(diǎn)為電力通信系統(tǒng)中的通信設(shè)備，所述鏈路為連接節(jié)點(diǎn)的各條光纜；計(jì) 算所述節(jié)點(diǎn)的聚合系數(shù)；獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)上附加有對(duì)應(yīng)的聚合系數(shù)的網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)獲得的網(wǎng) 絡(luò)模型進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾半娏νㄐ畔到y(tǒng)的可靠性測(cè)定，能顯著提高電力通信系統(tǒng)的可靠 性測(cè)定的準(zhǔn)確性，但是對(duì)于圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的合理分區(qū)而言，該方法是不適用的。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種節(jié)點(diǎn)聚合的方法，來完成目標(biāo)數(shù)量的圖 結(jié)構(gòu)分區(qū)。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)方法，包括：
[0008] S1、對(duì)于給定節(jié)點(diǎn)間的連邊和目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，預(yù)設(shè)臨界聚合系數(shù)的初值；
[0009] S2、每個(gè)節(jié)點(diǎn)劃分為一個(gè)獨(dú)立區(qū)域，節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志設(shè)置為0 ;
[0010] S3、對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚合，調(diào)節(jié)分區(qū)，具體包括步驟S31-S36 : W11] S31、在所有節(jié)點(diǎn)中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所述節(jié)點(diǎn)從所在分區(qū)中移出，分別計(jì)算所移 出的節(jié)點(diǎn)和與其相連節(jié)點(diǎn)的聚合系數(shù)，得到多個(gè)聚合系數(shù)；從多個(gè)聚合系數(shù)中選取出最大 值，作為所移出的節(jié)點(diǎn)的第一聚合系數(shù)；
[0012] S32、判斷步驟S31的所述節(jié)點(diǎn)的第一聚合系數(shù)是否大于臨界聚合系數(shù)，若是，貝U 將所述節(jié)點(diǎn)移入所述第一聚合系數(shù)設(shè)及的另一節(jié)點(diǎn)所在的區(qū)域；若否，則將所述節(jié)點(diǎn)移回 原來所在分區(qū)；判斷所述節(jié)點(diǎn)所在的分區(qū)是否發(fā)生變化，若有變化，則將所述節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化 標(biāo)志設(shè)置為1 ;
[0013]S33、重復(fù)步驟S31-S32直到選取完所有節(jié)點(diǎn)后進(jìn)入步驟S34;
[0014]S34、若節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志為1，則將節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志設(shè)置為0后返回步驟S3,若 節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志為0,則進(jìn)入步驟S4 ;
[0015]S4、舍棄所有不含節(jié)點(diǎn)的區(qū)域后，若每一個(gè)區(qū)域只含一個(gè)節(jié)點(diǎn)，得到分區(qū)數(shù)量，貝U執(zhí)行步驟S5 ;否則對(duì)每一區(qū)域用一個(gè)新節(jié)點(diǎn)替代區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，使得每一個(gè)區(qū)域只含一 個(gè)節(jié)點(diǎn)，且用新節(jié)點(diǎn)的自環(huán)代替區(qū)域內(nèi)原節(jié)點(diǎn)之間的連邊，所述自環(huán)的權(quán)重等于區(qū)域內(nèi)原 節(jié)點(diǎn)之間的連邊的權(quán)重和，且用區(qū)域之間新節(jié)點(diǎn)的連邊代替區(qū)域之間的原節(jié)點(diǎn)的連邊，區(qū) 域之間新節(jié)點(diǎn)之間連邊的權(quán)重等于被替代的原節(jié)點(diǎn)連邊的權(quán)重和，采用新節(jié)點(diǎn)重復(fù)步驟 S3-S4 ；
[0016]S5、將所得分區(qū)數(shù)量與目標(biāo)分區(qū)數(shù)量相比，若所得分區(qū)數(shù)量等于目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，貝U已完成分區(qū)過程；若所得分區(qū)數(shù)量大于目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，則減少臨界聚合系數(shù)，保留已獲得的 分區(qū)，返回步驟S3繼續(xù)執(zhí)行；若所得分區(qū)數(shù)量小于目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，則增大臨界聚合系數(shù)，放 棄已獲得的分區(qū)且還原最初的節(jié)點(diǎn)，返回步驟S2開始執(zhí)行。
[0017]本發(fā)明提供的另一技術(shù)方案為：
[001引一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)系統(tǒng)，包括：預(yù)設(shè)模塊、劃分模塊、調(diào)節(jié)模塊、分區(qū)模塊和對(duì) 比模塊；
[0019] 所述預(yù)設(shè)模塊，用于對(duì)于給定節(jié)點(diǎn)間的連邊和目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，預(yù)設(shè)臨界聚合系數(shù) 的初值；
[0020] 所述劃分模塊，用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)劃分為一個(gè)獨(dú)立區(qū)域，節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志設(shè)置為0 ;
[0021] 所述調(diào)節(jié)模塊包括計(jì)算單元、第一判斷單元、重復(fù)單元和第二判斷單元；
[0022] 所述計(jì)算單元，用于在所有節(jié)點(diǎn)中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所述節(jié)點(diǎn)從所在分區(qū)中移出， 分別計(jì)算所移出的節(jié)點(diǎn)和與其相連節(jié)點(diǎn)的聚合系數(shù)，得到多個(gè)聚合系數(shù)；從多個(gè)聚合系數(shù) 中選取出最大值，作為所移出的節(jié)點(diǎn)的第一聚合系數(shù)；
[0023]所述第一判斷單元，用于判斷所述節(jié)點(diǎn)的第一聚合系數(shù)是否大于臨界聚合系數(shù)， 若是，則將所述節(jié)點(diǎn)移入所述第一聚合系數(shù)設(shè)及的另一節(jié)點(diǎn)所在的區(qū)域；若否，則將所述節(jié) 點(diǎn)移回原來所在分區(qū)；判斷所述節(jié)點(diǎn)所在的分區(qū)是否發(fā)生變化，若有變化，則將所述節(jié)點(diǎn)分 區(qū)變化標(biāo)志設(shè)置為1 ;
[0024] 所述重復(fù)單元，用于重復(fù)計(jì)算單元和第一判斷單元直到選取完所有節(jié)點(diǎn)后執(zhí)行第 二判斷單元；
[0025] 所述第二判斷單元，用于若節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志為1，則將節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志設(shè)置為 0后返回調(diào)節(jié)模塊，若節(jié)點(diǎn)分區(qū)變化標(biāo)志為0,則進(jìn)入分區(qū)模塊；
[0026] 所述分區(qū)模塊，用于舍棄所有不含節(jié)點(diǎn)的區(qū)域后，若每一個(gè)區(qū)域只含一個(gè)節(jié)點(diǎn)，得 到分區(qū)數(shù)量，則執(zhí)行對(duì)比模塊；否則對(duì)每一區(qū)域用一個(gè)新節(jié)點(diǎn)替代區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，使得每 一個(gè)區(qū)域只含一個(gè)節(jié)點(diǎn)，且用新節(jié)點(diǎn)的自環(huán)代替區(qū)域內(nèi)原節(jié)點(diǎn)之間的連邊，所述自環(huán)的權(quán) 重等于區(qū)域內(nèi)原節(jié)點(diǎn)之間的連邊的權(quán)重和，且用區(qū)域之間新節(jié)點(diǎn)的連邊代替區(qū)域之間的原 節(jié)點(diǎn)的連邊，區(qū)域之間新節(jié)點(diǎn)之間連邊的權(quán)重等于被替代的原節(jié)點(diǎn)連邊的權(quán)重和，采用新 節(jié)點(diǎn)重復(fù)調(diào)節(jié)模塊和分區(qū)模塊；
[0027] 所述對(duì)比模塊，用于將所得分區(qū)數(shù)量與目標(biāo)分區(qū)數(shù)量相比，若所得分區(qū)數(shù)量等于 目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，則已完成分區(qū)過程；若所得分區(qū)數(shù)量大于目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，則減少臨界聚合系 數(shù)，保留已獲得的分區(qū)，返回調(diào)節(jié)模塊繼續(xù)執(zhí)行；若所得分區(qū)數(shù)量小于目標(biāo)分區(qū)數(shù)量，則增 大臨界聚合系數(shù)，放棄已獲得的分區(qū)且還原最初的節(jié)點(diǎn)，返回劃分模塊開始執(zhí)行。
[0028] 本發(fā)明的有益效果在于：與傳統(tǒng)分區(qū)方法相比，本發(fā)明提供的一種圖結(jié)構(gòu)的劃分 分區(qū)方法，通過比較各節(jié)點(diǎn)的聚合系數(shù)與臨界聚合系數(shù)的大小來進(jìn)行分區(qū)的劃分；再通過 調(diào)節(jié)臨界聚合系數(shù)的值，可W調(diào)節(jié)分區(qū)數(shù)量的增加或減少。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)方法的步驟流程圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明的一種圖結(jié)構(gòu)的劃分分區(qū)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中圖結(jié)構(gòu)的初始節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系示意圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中第一次遍歷后所有節(jié)點(diǎn)的分區(qū)示意圖；
[0033] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例中第二次遍歷后所有節(jié)點(diǎn)的分區(qū)示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例中最終所有節(jié)點(diǎn)的分區(qū)示意圖；
[00對(duì)標(biāo)號(hào)說明：
[0036] 10、預(yù)設(shè)模塊；20、劃分模塊；30、調(diào)節(jié)模塊；301、計(jì)算單元；302、第一判斷單元； 303、重復(fù)單元；304、第二判斷單元；40、分區(qū)模塊；50、對(duì)比模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，W下結(jié)合實(shí)施方式并配合附 圖予W說明。
[0038] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：通過比較各節(jié)點(diǎn)的聚合系數(shù)與預(yù)設(shè)的臨界聚合系數(shù)的 大小來進(jìn)行分區(qū)的