盒覆盖节点的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种盒覆盖节点的方法和系统。通过随机生成判断概率值，若判断概率值小于执行概率值，则将净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对中心节点的净盒子节点进行标记，若判断概率值大于或等于执行概率值，则随机将一个非中心节点设置为中心节点，对中心节点的净盒子节点进行标记。中心节点与已标记的净盒子节点构成一个盒子，记盒子数增加1，重复执行上述步骤，直到不存在未标记的节点。由于MEMB算法中的中心节点为净容量最大的非中心节点，RS算法中的中心节点为随机选择的非中心节点，通过设定执行概率值，使得MEMB算法与RS算法结合起来，既能保证计算复杂度相对较小，又能保证结果精度相对较高。

【技术实现步骤摘要】
盒覆盖节点的方法和系统
本专利技术涉及盒覆盖领域，尤其涉及一种盒覆盖节点的方法和系统。
技术介绍
复杂网络的世界是浩荡无垠的，自然社会界的一切元素作用关系都可以用复杂网络来刻画。复杂网络中由数据维度和广度引起的数据划分和规范化转化，涉及量子网络、统计物理学和计算机科学中的盒覆盖问题：以最少数量的盒分割网络，使得相邻盒的中心通过纠缠链接在一起。盒覆盖问题最早由Song在参考文献中提出，用以计算节点规模为N的给定网络的分布状况，在复杂网络概念中，盒是指直径小于尺度规模B的子图。现有技术中存在的盒覆盖算法，一方面随着节点规模的增大，算法相应的计算复杂度也呈指数增长，另一方面为保证计算较为简单导致结果的精确度较低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种盒覆盖节点的方法和系统，可以解决现有的盒覆盖算法，或计算复杂或结果精度不足的技术问题。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种盒覆盖节点的方法，其特征在于，对于网络数据中的节点集合，所述方法包括：步骤1，遍历节点的标记信息，若存在未标记的节点，则随机生成判断概率值，并比较所述判断概率值是否小于执行概率值，所述判断概率值介于0％到100％之间；步骤2，若所述判断概率值小于所述执行概率值，则将所述节点集合中净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记，所述净盒子节点为以所述中心节点为中心，预设半径内的未标记的节点，其中，节点的净容量为节点的净盒子节点与节点本身的数量和；步骤3，若所述判断概率值大于或等于所述执行概率值，则随机将一个所述非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记；步骤4，所述中心节点与已标记的所述中心节点的净盒子节点构成一个盒子，记盒子数增加1，所述盒子数的初始值为0；步骤5，若不存在未标记的节点，则输出所述盒子数。为实现上述目的，本专利技术第二方面提供一种盒覆盖节点的系统，其特征在于，对于网络数据中的节点集合，所述系统包括：生成比较模块，用于遍历节点的标记信息，若存在未标记的节点，则随机生成判断概率值，并比较所述判断概率值是否小于执行概率值，所述判断概率值介于0％到100％之间；第一标记模块，用于若所述判断概率值小于所述执行概率值，则将所述节点集合中净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记，所述净盒子节点为以所述中心节点为中心，预设半径内的未标记的节点，其中，节点的净容量为节点的净盒子节点与节点本身的数量和；第二标记模块，用于若所述判断概率值大于或等于所述执行概率值，则随机将一个所述非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记；增加模块，用于所述中心节点与已标记的所述中心节点的净盒子节点构成一个盒子，记盒子数增加1，所述盒子数的初始值为0；输出模块，用于若不存在未标记的节点，则输出所述盒子数。本专利技术提供一种盒覆盖节点的方法和系统。通过随机生成判断概率值，比较判断概率值与执行概率值的关系，从而确定中心节点的选择方式。若判断概率值小于执行概率值，则中心节点为净容量最大的非中心节点，即为最大盒覆盖算法(themaximum-excluded-mass-burningalgorithm，MEMB)算法；若判断概率值大于等于执行概率值，则中心节点为随机选择的非中心节点，即为随机序列算法(randomsequentialbox-coveringalgorithm，RS)。通过合理的设定执行概率值，使得MEMB算法与RS算法结合起来，既能保证计算复杂度相对较小，又能保证结果精度相对较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的一种盒覆盖节点的方法的流程示意图；图2为本专利技术第一实施例中步骤2的细化步骤的流程示意图；图3为本专利技术第一实施例中步骤22的细化步骤的流程示意图；图4为本专利技术第一实施例中步骤23的细化步骤的流程示意图；图5为本专利技术第一实施例中节点数组算法在小型网络下的示意图；图6为本专利技术第一实施例中节点向量算法在小型网络下的示意图；图7为本专利技术第二实施例提供的一种盒覆盖节点的系统的结构示意图；图8为本专利技术第二实施例中第一标记模块B的细化模块的结构示意图；图9为本专利技术一种盒覆盖节点的方法和系统在大规模网络中不同尺度下的盒子覆盖数目折线图；图10为本专利技术一种盒覆盖节点的方法和系统在大规模网络中不同尺度下的运行耗时折线图；图11为本专利技术一种盒覆盖节点的方法和系统在不同规模网络中，使用节点数组、节点向量、原始MEMB算法和原始RS算法的耗时折线图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。由于现有技术中存在现有的盒覆盖算法，或计算复杂或结果精度不足的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种盒覆盖节点的方法和系统。通过随机生成判断概率值，比较判断概率值与执行概率值的关系，从而确定中心节点的选择方式。若判断概率值小于执行概率值，则中心节点为净容量最大的非中心节点，即为MEMB算法；若判断概率值大于等于执行概率值，则中心节点为随机选择的非中心节点，即为RS算法。通过设定执行概率值，使得MEMB算法与RS算法结合起来，既能保证计算复杂度相对较小，又能保证结果精度相对较高。请参阅图1，为本专利技术第一实施例提供的一种盒覆盖节点的方法的流程示意图。该方法步骤包括：步骤1，遍历节点的标记信息，若存在未标记的节点，则随机生成判断概率值，并比较判断概率值是否小于执行概率值，判断概率值介于0％到100％之间；步骤2，若判断概率值小于执行概率值，则将节点集合中净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对中心节点的净盒子节点进行标记，净盒子节点为以中心节点为中心，预设半径内的未标记的节点，其中，节点的净容量为节点的净盒子节点与节点本身的数量和；其中，请参阅图2，为本专利技术第一实施例中步骤2的细化步骤的流程示意图。具体的：步骤21，若判断概率值小于执行概率值，则获取节点集合中非中心节点的数据容量，并判断非中心节点的数据容量是否小于预设存储阈值；步骤22，若非中心节点的数据容量小于存储阈值，则利用节点数组确定净容量最大的非中心节点，并将净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对中心节点的净盒子节点进行标记；步骤23，若非中心节点的数据容量大于或等于存储阈值，则利用节点向量确定净容量最大的非中心节点，并将净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对中心节点的净盒子节点进行标记。其中，请参阅图3，为本专利技术第一实施例中步骤22的细化步骤的流程示意图。具体的：步骤221，若非中心节点的数据容量小于存储阈值，则使用节点数组存储非中心节点和非中心节点的净盒子节点；步骤222，依次计算非中心节点的净容量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盒覆盖节点的方法，其特征在于，对于网络数据中的节点集合，所述方法包括：步骤1，遍历节点的标记信息，若存在未标记的节点，则随机生成判断概率值，并比较所述判断概率值是否小于执行概率值，所述判断概率值介于0％到100％之间；步骤2，若所述判断概率值小于所述执行概率值，则将所述节点集合中净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记，所述净盒子节点为以所述中心节点为中心，预设半径内的未标记的节点，其中，节点的净容量为节点的净盒子节点与节点本身的数量和；步骤3，若所述判断概率值大于或等于所述执行概率值，则随机将一个所述非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记；步骤4，所述中心节点与已标记的所述中心节点的净盒子节点构成一个盒子，记盒子数增加1，所述盒子数的初始值为0；步骤5，若不存在未标记的节点，则输出所述盒子数。

【技术特征摘要】
1.一种盒覆盖节点的方法，其特征在于，对于网络数据中的节点集合，所述方法包括：步骤1，遍历节点的标记信息，若存在未标记的节点，则随机生成判断概率值，并比较所述判断概率值是否小于执行概率值，所述判断概率值介于0％到100％之间；步骤2，若所述判断概率值小于所述执行概率值，则将所述节点集合中净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记，所述净盒子节点为以所述中心节点为中心，预设半径内的未标记的节点，其中，节点的净容量为节点的净盒子节点与节点本身的数量和；步骤3，若所述判断概率值大于或等于所述执行概率值，则随机将一个所述非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记；步骤4，所述中心节点与已标记的所述中心节点的净盒子节点构成一个盒子，记盒子数增加1，所述盒子数的初始值为0；步骤5，若不存在未标记的节点，则输出所述盒子数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：步骤21，若所述判断概率值小于所述执行概率值，则获取所述节点集合中非中心节点的数据容量，并判断所述非中心节点的数据容量是否小于预设存储阈值；步骤22，若所述非中心节点的数据容量小于所述存储阈值，则利用节点数组确定净容量最大的非中心节点，并将净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记；步骤23，若所述非中心节点的数据容量大于或等于所述存储阈值，则利用节点向量确定净容量最大的非中心节点，并将净容量最大的非中心节点设置为中心节点，对所述中心节点的净盒子节点进行标记。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤22具体包括以下步骤：步骤221，若所述非中心节点的数据容量小于所述存储阈值，则使用节点数组存储非中心节点和所述非中心节点的净盒子节点；步骤222，依次计算非中心节点的净容量，确定净容量最大的非中心节点；步骤223，将所述净容量最大的非中心节点设置为中心节点，查找所述中心节点对应的节点数组并标记所述节点数组内的净盒子节点。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤23具体包括以下步骤：步骤231，若所述非中心节点的数据容量大于或等于所述存储阈值，则使用节点向量统计非中心节点的净容量，确定净容量最大的非中心节点；步骤232，将所述净容量最大的非中心节点设置为中心节点，并查找所述中心节点的净盒子节点；步骤233，依次标记所述中心节点的净盒子节点，并分别以已标记的净盒子节点为中心，使预设半径内的节点对应的节点向量中的净容量减1。5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤2或者所述步骤3之后还包括：步骤6，若无所述中心节点的净盒子节点，则取消对所述中心节点的设置，并返回执行所述步骤1。6.一种盒覆盖节点的系统，其特征在于，对于网络数据中的节点集合，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖好，吴兴桐，周明洋，陆克中，毛睿，吴向阳，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44