SCAN線性時間社區發現算法在SNAP上的實現

在準備開題的時候查閱碩士論文，發現了一個算法SCAN(Structural Clustering Algorithm for Networks) ，時間複雜度很好，理論上是線性的，在實際結果（論文中的結果，我寫了程序還沒有做實驗）中也是線性的。劃分結果粗略看來也還不錯。

SNAP，全稱Standford Network Analysis Project，是斯坦福大學提供的一個功能非常強大的開源工具。SNAP官網

僞代碼       SCAN論文及我的代碼實現不好意思，因爲我也經常下資源，所以下載資源需要1分。

核心的代碼貼到下面，沒有分數的童鞋可以自己調整一下，應該難度不大：

    //記錄當前的類標號
    int CurClusterNum = 0;
    /*
    *對於節點遍歷
    *定義一下節點值的含義：
    *0代表爲分類；大於0的代表類的標號；-1代表 non-member; -2代表隊hub; -3代表outlier
    */
    for (TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NI = net->BegNI(); NI < net->EndNI(); NI++) {
        if (net->GetNDat(NI.GetId()) <= 0) {
            TIntV community;
            //Q中存儲的是節點id
            std::vector<int> Q;
            if (staticScan::IsCore(net, NI, u, e)) {
                CurClusterNum++;
                net->SetNDat(NI.GetId(), CurClusterNum);
                community.Add(NI.GetId());
                for (int i = 0; i < NI.GetDeg(); i++)
                {
                    Q.push_back(NI.GetNbrNId(i));
                }
                while (Q.size() != 0) {
                    //取出Q列表中的最後一個元素
                    TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NodeI = net->GetNI(Q[Q.size() - 1]);
                    Q.pop_back();
                    if (IsCore(net, NodeI, u, e)) {
                        //遍歷R
                        for (int j = 0; j < NodeI.GetDeg(); j++)
                        {
                            int Nid = NodeI.GetNbrNId(j);
                            if (net->GetNI(Nid).GetDat() <= 0) {
                                net->SetNDat(Nid, CurClusterNum);
                                community.Add(Nid);
                            } else if (net->GetNI(Nid).GetDat() == 0) {
                                Q.push_back(Nid);
                            }
                        }
                    } else {
                        net->SetNDat(NodeI.GetId(), -1);
                    }
                }
                Communities.Add(community);
            } else {
                //不是核心節點標記爲non-member
                net->SetNDat(NI.GetId(), -1);
            }
        }
    }
    TIntV Hub, Outlier;
    //對於non-member節點進行判斷，區別出hub和outlier
    for (TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NI = net->BegNI(); NI < net->EndNI(); NI++) {
        if (NI.GetDat() == -1) {
            int flag = -1;
            for (int i = 0; i < NI.GetDeg(); i++) {
                if (NI.GetNbrNDat(i) != flag && flag > 0 && NI.GetNbrNDat(i) > 0) {
                    flag = -2;
                }
                flag = NI.GetNbrNDat(i);
            }
            if (flag == -2)
            {
                net->SetNDat(NI.GetId(), -2);
                Hub.Add(NI.GetId());
            } else {
                net->SetNDat(NI.GetId(), -3);
                Outlier.Add(NI.GetId());
            }
        }
    }
    Communities.Add(Hub);
    Communities.Add(Outlier);
    //顯示聚類結果
    for (int i = 0; i < Communities.Len(); i++) {
        for (int j = 0; j < Communities[i].Len(); j++) {
            std::cout<<Communities[i][j]<<"\t";
        }
        std::cout<<std::endl;
    }

double staticScan::ComputeSim(TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NodeI,
    TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NodeJ) {
    int ni = NodeI.GetDeg() + 1;
    int nj = NodeJ.GetDeg() + 1;
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < NodeI.GetDeg(); i++)
    {
        for (int j = 0; j < NodeJ.GetDeg(); j++)
        {
            if (NodeI.GetNbrNId(i) == NodeJ.GetNbrNId(j))
            {
                count++;
            }
        }
    }

    return (2 + count)/sqrt((double)ni)*sqrt((double)nj);
}

bool staticScan::IsCore(const Net& net, TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NodeI,
    int u, double e){
    int Count = 0;
    for (int i = 0; i < NodeI.GetDeg(); i++) {
        //獲取到鄰居節點
        TNodeEDatNet<TInt, TInt>::TNodeI NeighborNode = net->GetNI(NodeI.GetNbrNId(i));
        double Sim = staticScan::ComputeSim(NodeI, NeighborNode);
//        net->SetEDat(NeighborNode.GetId(), NodeI.GetId(), Sim);
//        net->SetEDat(NodeI.GetId(), NeighborNode.GetId(), Sim);
        if (Sim > e) {
            Count++;
        }
    }
    if (Count > u) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}