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《燕山大学》 2016年
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k核心子图查询算法研究

朱杰  
【摘要】:给定图G、查询结点v以及用户指定的k值,k核心子图查询用于从G中返回包含结点v且任意结点的度均大于或者等于k的一个子图。k核心子图主要应用于朋友推荐、社交网络中的广告宣传、疾病控制和语义扩张等方面。在此从以下几个方面对k核心子图查询问题进行了深入研究。首先,通过深入分析现有的k核心子图查询处理方法,发现现有算法在生成k核心子图时存在冗余遍历问题。其次,提出对图进行预处理的pre_CST算法。该算法对每个结点的邻居结点按度数进行排序,同时记录邻居中度数大于或者等于k的结点数目,以便为后续k核心子图求解提供便利。再次,提出高效的k核心子图求解算法CST。该算法充分利用预处理得到的信息,提出三种避免冗余遍历的策略,包括(1)当遍历当前结点的邻居结点时,如果发现某个邻居结点的度数小于k,那么对该结点之后的所有结点无需进行访问;(2)当邻居中度数大于或者等于k的结点数目小于k时,当前结点不会加入到候选子图中;(3)利用优先队列对要加入到k核心子图中的候选结点进行排序,优先加入与当前k核心里有最多关联边的候选结点,从而减少k核心子图查询时无效结点的加入。以上三种策略都能避免对无用结点的处理,从而减少冗余遍历,提高查询效率。最后,基于真实数据集,通过不同评价指标,对提出算法的高效性进行了验证。
【关键词】:k核心子图 全局搜索 局部搜索 冗余遍历 结点排序
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O157.5;TP391.3
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-13
  • 1.1 课题的研究背景与意义9-10
  • 1.2 研究现状10-11
  • 1.3 研究内容11-12
  • 1.4 本文结构12-13
  • 第2章 基础知识概述13-18
  • 2.1 k核心子图查询的相关知识13-15
  • 2.2 数据的存储结构设计15
  • 2.3 k核心子图查询算法15-17
  • 2.4 本章小结17-18
  • 第3章 k核心子图查询算法18-42
  • 3.1 问题分析18-21
  • 3.1.1 现有全局搜索的缺点18-19
  • 3.1.2 现有局部搜索的缺点19-21
  • 3.2 预处理算法21-24
  • 3.3 CST算法24-41
  • 3.3.1 度过滤26-27
  • 3.3.2 邻居满足过滤27
  • 3.3.3 优先队列过滤27-32
  • 3.3.4 候选构建32-37
  • 3.3.5 算法描述37-41
  • 3.4 本章小结41-42
  • 第4章 实验及结果分析42-53
  • 4.1 实验环境和数据集42-43
  • 4.2 性能比较与分析43-52
  • 4.2.1 最小度合理性43-44
  • 4.2.2 度过滤的影响44-46
  • 4.2.3 邻居满足过滤的影响46-47
  • 4.2.4 优先队列过滤的影响47-48
  • 4.2.5 k值的影响48-49
  • 4.2.6 整体性能分析49-52
  • 4.3 本章小结52-53
  • 结论53-54
  • 参考文献54-58
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果58-59
  • 致谢59-60
  • 作者简介60

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