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OLAK: An Efficient Algorithm to Prevent Unraveling in Social Networks

时间:2022-12-27 18:25:54

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OLAK: An Efficient Algorithm to Prevent Unraveling in Social Networks

作者 Fan Zhang†, Wenjie Zhang§, Ying Zhang†, Lu Qin†, Xuemin Lin§

摘要

为了防止用户的离开,造成图网络的分解,所以通过激励一些用户,影响周围的顶点,起到增强网络的作用。那么应该激励哪些用户呢,最简单的办法就是选中一个顶点,查看最网络起的作用,依次查看所有的顶点,但是这样很浪费时间。所以发明了一种类似于洋葱层的算法,大大减少搜索空间,提高效率。

1、介绍

说白了,就是固定一些顶点从而扩大kcore。研究表明k>=3 锚定kcore是一个NP难问题。

**挑战:**为了避免枚举大小为b的所有可能锚集,采用贪婪试探法。通过计算每个可能锚点的k核,在每次迭代中计算最佳锚集。原因有两方面。(1)候选锚的数量较多。很明显,我们不需要锚定图的k-core中的顶点。然而,剩余顶点的数量仍然很大。(2)虽然k-core的计算时间在边数上是线性的,但在候选锚点数量较多的情况下,代价比较昂贵。

**解决:**设计了一个辅助结构L,称为洋葱层(onion layers),以保持一个小的顶点集,并开发相应的高效技术,显著减少搜索空间。由于锚点的存在,会有一些新的顶点加入k-core,本文称之为follower。采用了贪婪启发式,我们的研究重点是在图中寻找最佳锚点,即follower数量最多的顶点。当我们只考虑一个锚点时,所有的追随者必须驻留在(k-1)-shell,即(k-1)-core中的顶点,而不是k-core中的顶点。我们把这些顶点和它们的邻居放到洋葱层里,并证明我们只需要将L中的顶点作为候选锚点来寻找最佳锚点。证明了在计算过程中只需要考虑L中的顶点,这大大减少了搜索空间。

2、前提

定义一:kcore

定义二:kshell,Sk(G) = Ck(G) \ Ck+1(G).

定义三:anchored k-core,Ck(GA),如果增加锚定顶点,kcore中新增加的顶点叫跟随者。

问题描述:找到一组顶点A,使kcore的规模最大,当k≥3时,锚定k核问题为NP-hard,不存在非平凡多项式算法k>2,采取贪婪算法。启发式算法,施加洋葱层结构。

3、过程

基于洋葱层的锚定内核(OLAK)算法可以有效、高效地为锚定k核问题找到一组锚。

创造一个洋葱层L,候选锚点和跟随者在L里查找。

G的洋葱层(用L表示)由(k-1)-shell中的顶点及其不属于k-core的邻居组成;即L:= Sk−1(G)∪{NB(Sk−1(G),G) \Ck(G)}。

3.2

定理一:跟随者只能在Sk−1(G)。

定理二:给定一个图G,如果一个锚定顶点x至少有一个跟随者,则x来自L

3.3

计算跟随着,(1)先计算出没有锚定时的kcore,再计算锚定时的kcore,然后作差,就是followe.(2) 由kcore 往外扩展

3.3.1、洋葱层

定理三:对于kcore的计算,无论什么删除顺序,kcore都是一样的

洋葱层:L consists of s+1 layers, {L0, L1, . . ., Ls} (Ls0 = L)。Then we put the neighbors of Sk−1(G)(excluding the ones in Ck(G) and Ls1) to L0

3.3.2 基于洋葱层的跟随者计算

(1)寻找候选follower,为锚点x探索候选follower;(2)提前终止,在计算过程中递归地丢弃没有希望的候选项。

**定义四:**支持路径

given anchor vertex x if there is a path x -> u such that all vertices are from Ls

1 and we have l(y) < l(z) for every two consecutive vertices y and z along this path.

定理四:如果一个顶点u是锚定x的跟随者,则有支持路径x->u

(2)提前终止搜索,在洋葱层的顶点有三种状态,未被访问、被访问且满足要求、被抛弃。

degree upper bound d+(u) 度上界约束

**定理五:**一个洋葱层顶点不可能成为跟随者如果 d + ( u ) < k d^+(u)<k d+(u)<k

(3) 查找跟随者

3.4 、OLAK

将介绍两种剪枝技术,以进一步减少候选锚的数量。在此基础上,提出了OLAK算法来寻找图中的最佳锚点,并展示如何处理使用多个锚的情况。

3.4.1 跟随者

**定理六:**如果一个一个锚点是另一个锚点的跟随者,则他不能成为锚点。Given two vertices x and u in L, we have |F(x)| > |F(u)| if u ∈ F(x).

3.4.2 上界剪枝,确定最好的锚点

**定理七:**Let λ denote the number of followers of the best anchor seen so far. We can exclude any candidate anchor,x if UB(x) < λ.

3.4.3

说明:本文章对这篇论文都是自己的理解,如果不对请提出

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