复杂网络9讲-加权网络ppt课件
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第二章复杂网络的基础知识2.1 网络的概念所谓“网络”(networks),实际上就是节点(node)和连边(edge)的集合。
如果节点对(i,j)与(j,i)对应为同一条边,那么该网络为无向网络(undirected networks),否则为有向网络(directed networks)。
如果给每条边都赋予相应的权值,那么该网络就为加权网络(weighted networks),否则为无权网络(unweighted networks),如图2-1所示。
图2-1 网络类型示例(a) 无权无向网络(b) 加权网络(c) 无权有向网络如果节点按照确定的规则连边,所得到的网络就称为“规则网络”(regular networks),如图2-2所示。
如果节点按照完全随机的方式连边,所得到的网络就称为“随机网络”(random networks)。
如果节点按照某种(自)组织原则的方式连边,将演化成各种不同的网络,称为“复杂网络”(complex networks)。
图2-2 规则网络示例(a) 一维有限规则网络(b) 二维无限规则网络2.2 复杂网络的基本特征量描述复杂网络的基本特征量主要有:平均路径长度(average path length )、簇系数(clustering efficient )、度分布(degree distribution )、介数(betweenness )等,下面介绍它们的定义。
2.2.1 平均路径长度(average path length )定义网络中任何两个节点i 和j 之间的距离l ij 为从其中一个节点出发到达另一个节点所要经过的连边的最少数目。
定义网络的直径(diameter )为网络中任意两个节点之间距离的最大值。
即}{max ,ij ji l D = (2-1) 定义网络的平均路径长度L 为网络中所有节点对之间距离的平均值。
即∑∑-=+=-=111)1(2N i N i j ij lN N L (2-2)其中N 为网络节点数,不考虑节点自身的距离。