一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，采用隨機(jī)抽樣比較節(jié)點(diǎn)領(lǐng)接信息的方式，來(lái)判斷兩個(gè)無(wú)向圖是否相同，相對(duì)于現(xiàn)有的圖的相似性算法，本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法具有更好的效率，而且能夠很好的應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)處理；當(dāng)圖的規(guī)模較大時(shí)，也能得到很好的運(yùn)行效果；且當(dāng)斷定兩個(gè)圖不同時(shí)，能夠確保一定不同，當(dāng)斷定不同時(shí)，也能夠高概率的保證結(jié)果的正確性；同時(shí)，本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法具有很好的通用性，能擴(kuò)展到加權(quán)無(wú)向圖的比較。
【專利說(shuō)明】一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圖是一種基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，圖論中的圖是由若干頂點(diǎn)和連接頂點(diǎn)的線所構(gòu)成的圖形，作為圖論的基本研宄對(duì)象，圖具有重要的研宄意義和廣泛的應(yīng)用背景。凡是涉及排列組合優(yōu)化的問(wèn)題，都能夠要用到圖的相關(guān)知識(shí)，例如在通信編解碼，矩陣運(yùn)算，任務(wù)分配，路徑規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)流，游戲?qū)ぢ?，聚類研宄，?shù)據(jù)挖掘等等領(lǐng)域中圖都扮演著十分重要的地位。
[0003]圖的相似性研宄和圖匹配是圖的眾多算法研宄中的一個(gè)分支，是一個(gè)十分重要的研宄課題。圖的相似性和匹配問(wèn)題屬于圖同構(gòu)判定問(wèn)題，這是一個(gè)NP完全問(wèn)題，傳統(tǒng)的高開銷搜索算法無(wú)法滿足現(xiàn)今對(duì)海量數(shù)據(jù)快速處理的需要。
[0004]作為一個(gè)比較小的研宄分支，圖相似性描述和匹配算法的研宄就是建立在前人的一些經(jīng)典算法之上，受到這些算法思想的啟發(fā)，來(lái)提出和優(yōu)化一些新的算法，使圖匹配算法的適應(yīng)性更廣，能夠在各種特殊的應(yīng)用條件下求解，下面是在一些具體應(yīng)用問(wèn)題中提出的一些算法。Giugno和Shasha提出GraphGrep路徑索引構(gòu)造技術(shù)，對(duì)查詢圖求出它們所有的路徑集合，設(shè)定路徑閥值，然后對(duì)圖進(jìn)行掃描，計(jì)算結(jié)果。該算法存在的問(wèn)題是掃描過(guò)程中必須進(jìn)行子圖同構(gòu)計(jì)算。Chen等人提出一種圖包含搜索算法，算法中指出，在某些相似的圖間包含有一些完全一樣的結(jié)構(gòu)，那么這兩個(gè)圖是相似的。但是包含搜索本質(zhì)上是精確匹配搜索，存在的最大問(wèn)題是返回結(jié)果集較小，在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒如此，有必要提供能快速處理海量數(shù)據(jù)的一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，包括下述步驟:
[0008]步驟SllO:提供兩個(gè)無(wú)向圖，并分別記為G和W，所述G和W的節(jié)點(diǎn)按照從I到η進(jìn)行標(biāo)記，記為S = Ix 11彡X彡η}，其中，S為整數(shù)集合，循環(huán)次數(shù)記為T ;
[0009]步驟S120:隨機(jī)從所述整數(shù)集合S中任意選定一個(gè)數(shù)，記為i，并將整數(shù)i從S中刪除；
[0010]步驟S130:從所述G和所述W中的各自取出編號(hào)為i的節(jié)點(diǎn)，分別記為gjp w if
占.V，
[0011]步驟S140:比較所述gi和所述w if點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行；
[0012]步驟S150:判斷所述^和所述Wi的鄰接信息是否相同，若判斷結(jié)果為“否”則報(bào)告所述G和所述W不同；
[0013]步驟S160:若上述判斷結(jié)果為是，則跳轉(zhuǎn)到步驟S120循環(huán)執(zhí)行；
[0014]步驟S170:若循環(huán)執(zhí)行完T次后，沒(méi)有報(bào)告所述G和所述W的不同，則報(bào)告G和W相同。
[0015]優(yōu)選地，所述G和W采用鄰接矩陣進(jìn)行表示和存儲(chǔ)。
[0016]優(yōu)選地，比較所述gi和所述w if點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行，具體為:
[0017]將所述&和w i節(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣行進(jìn)行逐位異或運(yùn)算，或者逐位相減運(yùn)算，只要有一位運(yùn)算的結(jié)果不是0，則表示&和w 鄰接信息不同，若全部運(yùn)算結(jié)果都是0，則表示g i和Wi的鄰接信息相同。
[0018]優(yōu)選地，所述無(wú)向圖為無(wú)權(quán)無(wú)向圖。
[0019]本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，采用隨機(jī)抽樣比較節(jié)點(diǎn)領(lǐng)接信息的方式，來(lái)判斷兩個(gè)無(wú)向圖是否相同，相對(duì)于現(xiàn)有的圖的相似性算法，本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法具有更好的效率，而且能夠很好的應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)處理；當(dāng)圖的規(guī)模較大時(shí)，也能得到很好的運(yùn)行效果；且當(dāng)斷定兩個(gè)圖不同時(shí)，能夠確保一定不同，當(dāng)斷定不同時(shí)，也能夠高概率的保證結(jié)果的正確性；同時(shí)，本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法具有很好的通用性，能擴(kuò)展到加權(quán)無(wú)向圖的比較。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法的步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法的步驟流程圖，包括:
[0023]步驟SllO:提供兩個(gè)無(wú)向圖，并分別記為G和W，所述G和W的節(jié)點(diǎn)按照從I到η進(jìn)行標(biāo)記，記為S = Ix 11彡X彡η}，其中，S為整數(shù)集合，循環(huán)次數(shù)記為T ;
[0024]優(yōu)選地，所述G和W采用鄰接矩陣進(jìn)行表示和存儲(chǔ)。
[0025]步驟S120:隨機(jī)從所述整數(shù)集合S中任意選定一個(gè)數(shù)，記為i，并將整數(shù)i從S中刪除；
[0026]步驟S130:從所述G和所述W中的各自取出編號(hào)為i的節(jié)點(diǎn)，分別記為gjP w if
占.V，
[0027]步驟S140:比較所述gi和所述w if點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行；
[0028]優(yōu)選地，比較所述gi和所述w if點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行，具體為:
[0029]將所述&和w i節(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣行進(jìn)行逐位異或運(yùn)算，或者逐位相減運(yùn)算，只要有一位運(yùn)算的結(jié)果不是0，則表示&和w 鄰接信息不同，若全部運(yùn)算結(jié)果都是0，則表示g i和Wi的鄰接信息相同。
[0030]步驟S150:判斷所述^和所述Wi的鄰接信息是否相同，若判斷結(jié)果為“否”則報(bào)告所述G和所述W不同；
[0031]步驟S160:若上述判斷結(jié)果為是，則跳轉(zhuǎn)到步驟S120循環(huán)執(zhí)行；
[0032]步驟S170:若循環(huán)執(zhí)行完T次后，沒(méi)有報(bào)告所述G和所述W的不同，則報(bào)告G和W相同。
[0033]優(yōu)選地，所述無(wú)向圖為無(wú)權(quán)無(wú)向圖。
[0034]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0035]實(shí)施例
[0036]給定兩個(gè)無(wú)向圖G和W，假定它們都包含10個(gè)節(jié)點(diǎn)，其領(lǐng)接矩陣如下所示:
[0037]無(wú)向圖G:
[0038]0 1110 110 1 O
[0039]10 110 0 10 1 O
[0040]110 0 10 0 11 I
[0041]110 0 0 0 110 O
[0042]0 0 10 0 110 1 O
[0043]10 0 0 10 10 1 O
[0044]110 1110 11 I
[0045]0 0 110 0 10 1 O
[0046]1110 11110 I
[0047]0 0 10 0 0 10 1 O
[0048]無(wú)向圖W:
[0049]0 1110 110 1 O
[0050]10 110 0 10 1 O
[0051]110 0 11110 O
[0052]110000000 I
[0053]0 0 10 0 110 1 O
[0054]10 10 10 10 1 O
[0055]I I I I O I I O I I I
[0056]0 0 10 0 0 10 1 I
[0057]110 0 11110 O
[0058]0 0 0 10 0 110 O
[0059]設(shè)定循環(huán)次數(shù)T = 6，首次隨機(jī)選定i = 2，則w 2的領(lǐng)接信息分別為:
[0060]g2= |1 O I I O O I O I OIW2= |l O I I O O I O I O
[0061]逐位異或運(yùn)算得
[0062]0 00000000 O
[0063]都為O，表示完全相同
[0064]進(jìn)入下一輪循環(huán)，再隨機(jī)選定i = 5，則&和w 5的領(lǐng)接信息分別為:
[0065]g5= |0 O I O O I I O I OW5= |0 O I O O I I O I O
[0066]逐位異或運(yùn)算得
[0067]0 00000000 O
[0068]都為O，表不相同
[0069]進(jìn)入第三輪循環(huán)，再隨機(jī)選定i = 7，則而和w 7的領(lǐng)接信息分別為:
[0070]g7= |1 I O I I I O I I 11W7= |l I I O I I O I I I
[0071]逐位異或運(yùn)算得
[0072]0 0 110 0 0 0 0 O
[0073]表示w 7的領(lǐng)接信息不同，報(bào)告G和W不相同。
[0074]本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，采用隨機(jī)抽樣比較節(jié)點(diǎn)領(lǐng)接信息的方式，來(lái)判斷兩個(gè)無(wú)向圖是否相同，相對(duì)于現(xiàn)有的圖的相似性算法，本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法具有更好的效率，而且能夠很好的應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)處理；當(dāng)圖的規(guī)模較大時(shí)，也能得到很好的運(yùn)行效果；且當(dāng)斷定兩個(gè)圖不同時(shí)，能夠確保一定不同，當(dāng)斷定不同時(shí)，也能夠高概率的保證結(jié)果的正確性；同時(shí)，本發(fā)明提供的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法具有很好的通用性，能擴(kuò)展到加權(quán)無(wú)向圖的比較。
[0075]需要說(shuō)明的是:在上述各實(shí)施例中，各實(shí)施例的描述都有所側(cè)重，每個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述的部分，可以參照說(shuō)明書全文的詳細(xì)描述，此處不再贅述。
[0076]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟3110:提供兩個(gè)無(wú)向圖，并分別記為和I，所述和I的節(jié)點(diǎn)按照從1到II進(jìn)行標(biāo)記，記為3 = IX 11彡X彡!1}，其中，3為整數(shù)集合，循環(huán)次數(shù)記為丁 ； 步驟3120:隨機(jī)從所述整數(shù)集合3中任意選定一個(gè)數(shù)，記為1，并將整數(shù)1從3中刪除； 步驟3130:從所述6和所述評(píng)中的各自取出編號(hào)為1的節(jié)點(diǎn)，分別記為％和節(jié)點(diǎn)； 步驟3140:比較所述和所述^節(jié)點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行； 步驟3150:判斷所述&和所述蝴,的鄰接信息是否相同，若判斷結(jié)果為“否”則報(bào)告所述6和所述I不同； 步驟3160:若上述判斷結(jié)果為是，則跳轉(zhuǎn)到步驟3120循環(huán)執(zhí)行； 步驟3170:若循環(huán)執(zhí)行完I次后，沒(méi)有報(bào)告所述和所述I的不同，則報(bào)告和I相同。
2.如權(quán)利要求1所述的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，其特征在于，所述6和I采用鄰接矩陣進(jìn)行表示和存儲(chǔ)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，其特征在于，比較所述&和所述蝴^節(jié)點(diǎn)的鄰接信息，所述鄰接信息表示其所在鄰接矩陣中對(duì)應(yīng)的行，具體為: 將所述^和蝴；節(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣行進(jìn)行逐位異或運(yùn)算，或者逐位相減運(yùn)算，只要有一位運(yùn)算的結(jié)果不是0，則表示&和蝴^的鄰接信息不同，若全部運(yùn)算結(jié)果都是0，則表示8 ,和I,的鄰接信息相同。
4.如權(quán)利要求1所述的基于抽樣的無(wú)向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)比較方法，其特征在于，所述無(wú)向圖為無(wú)權(quán)無(wú)向圖。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104504056SQ201410799404
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】李剛, 寧立, 張涌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院