复杂网络间节点匹配算法研究
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1 i 2 i
v2 j
分子：两节点共同连接的已 匹配节点对数。
vij
分母：两节点共同的邻居数。
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
15
《图论》中加权二分图最大匹配算法
Bellman-Ford algorithm—算法速度为O(N^4) Dijkstra algorithm—仅针对非负权重，算法速度为 O(N^3) Kuhn-Munkres algorithm（Hungarian algorithm）— 组合算法，算法速度为O(N^3)
复杂网络的协同演化的两种模式
G1
生物网络
G Rewire
G2
语言网络
G1 Interact G2 G2 G1
社会网络
11
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
结构信息的局限性
局限一：在单个网络中，通常存在大量的节点具有完 全相同的局部结构特征，比如相同的度值，相同的聚 类系数等等。 局限二：匹配网络并非完全等价，即个体在不同网络 中只是一种概率相似，通常可能具有不同的局部特 征。 这样的局限性决定了仅对节点按某些局部特征进行排 序，并以此来确定不同网络之间的节点匹配注定不会 取得理想的匹配效果。 比较科学的做法：通过其他方法获知某些匹配节点 对，结合这些已匹配节点对以及网络结构提供的信息 设计节点匹配算法。
Human
C.Elegans
2009年12月27日 Sunday
S.Cerevisiae
crestxq@hotmail.com
Yeast
5
匿名社会网络
匿名网络： MSN QQ Email Twitter Facebook Skype 魔兽世界 … … … 大 都 不 涉 及 利 益 关 系
2009年12月27日 Sunday crestxq@hotmail.com
2009年12月27日 Sunday crestxq@hotmail.com 12
已匹配节点对的获取（社会网络为 例）
途径一：在因特网上注册账号时，有一部分用户可能 会留下自己的电邮地址或电话号码。 途径二：某些知名网络社区提供的附件服务，比如QQ 网络已推出自己的专用电子邮箱（每个QQ号自动分配 一个邮箱），从而形成QQ网络和Email网络之间的“已 匹配节点对”。 途径三：账号绑定功能的推行以及网络实名制的倡 导。
复杂网络间节点匹配算法研究
报告人：宣琦 导师：吴铁军教授 Email：crestxq@hotmail.com 浙江大学 控制科学与工程学系
应用背景——几个例子
语言网络节点匹配 蛋白质关联网络节点匹配 社会网络节点匹配
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
2
语言网络——古文字的破译
揭示其他人士在匿名网络和实名网络之间的身份匹配
2009年12月27日 Sunday
匹配算法设计
crestxq@hotmail.com 8
实行节点匹配的基本前提
个 体 ： 社 会 网 络 中 的 人 语 言 网 络 中 的 语 义 生 物 网 络 中 的 同 源 蛋 白 质
个体在不同网络中具有类似的连接行为 语言网络和生物网络：缓慢变异 2009年12月27日
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a a
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b b
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G1
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6 6 7 8 7 8 10 10
9 9
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
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迭代匹配算法（实例三）
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
23
迭代匹配算法相关文章
Iterative node matching between complex networks. Submitted.
6
实名社会网络
实名网络： 电话网络 银行账户网络 合著网络 电子商务 … … … 涉 及 利 益 关 系
2009年12月27日 Sunday
wenku.baidu.com
crestxq@hotmail.com
7
社会网络——个体身份匹配
节点匹配 网络社会管理：法制 VS 人治
匿名网络设置实名信息 形成已匹配节点对（网络传感器）
crestxq@hotmail.com
19
无标度网络匹配结果
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
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迭代匹配算法（实例一）
G1 G2
a
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2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
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迭代匹配算法（实例二）
G2
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
16
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
17
随机网络匹配结果
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
18
小世界网络匹配结果
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com 25
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
26
古 埃 及 文 古 巴 比 伦 文
古 印 度 文
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
3
语言网络——古文字的破译
商 甲 骨 文 周 秦 金 文 篆 书 破译 汉 隶 书 2009年12月27日 Sunday
唐 楷 书 -
crestxq@hotmail.com
4
生物网络——同源蛋白质匹配
2009年12月27日 Sunday crestxq@hotmail.com 13
初步匹配算法框架
相似度计算
节点
匹配
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
14
相似度计算
vi1
n M (vi1 , vi2 ) S (v , v ) = n L (vi1 ) + n L (vi2 ) − n M (vi1 , vi2 )
算法速度 最坏情况：O(N*ln(N)) 最好情况：O(N)
2009年12月27日 Sunday
crestxq@hotmail.com
24
相关话题：人工智能中的子图匹配
Finding
不同之处： 节点匹配： 追求点对点匹配 提供已匹配节点对
2009年12月27日 Sunday
子图匹配： 只寻求与目标结构相同的子图 不需已匹配节点对
Sunday
crestxq@hotmail.com
9
一个社会网络例子
就总体样本数据 而言，两个个体 如果在QQ网络 中是好友，那么 他们在电话网络 中是好友的可能 性为58%，参考 文献一，反之尚 未进行进一步验 证。
2009年12月27日 Sunday crestxq@hotmail.com 10
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分子：两节点共同连接的已 匹配节点对数。
vij
分母：两节点共同的邻居数。
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《图论》中加权二分图最大匹配算法
Bellman-Ford algorithm—算法速度为O(N^4) Dijkstra algorithm—仅针对非负权重，算法速度为 O(N^3) Kuhn-Munkres algorithm（Hungarian algorithm）— 组合算法，算法速度为O(N^3)
复杂网络的协同演化的两种模式
G1
生物网络
G Rewire
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语言网络
G1 Interact G2 G2 G1
社会网络
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结构信息的局限性
局限一：在单个网络中，通常存在大量的节点具有完 全相同的局部结构特征，比如相同的度值，相同的聚 类系数等等。 局限二：匹配网络并非完全等价，即个体在不同网络 中只是一种概率相似，通常可能具有不同的局部特 征。 这样的局限性决定了仅对节点按某些局部特征进行排 序，并以此来确定不同网络之间的节点匹配注定不会 取得理想的匹配效果。 比较科学的做法：通过其他方法获知某些匹配节点 对，结合这些已匹配节点对以及网络结构提供的信息 设计节点匹配算法。
Human
C.Elegans
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S.Cerevisiae
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匿名社会网络
匿名网络： MSN QQ Email Twitter Facebook Skype 魔兽世界 … … … 大 都 不 涉 及 利 益 关 系
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已匹配节点对的获取（社会网络为 例）
途径一：在因特网上注册账号时，有一部分用户可能 会留下自己的电邮地址或电话号码。 途径二：某些知名网络社区提供的附件服务，比如QQ 网络已推出自己的专用电子邮箱（每个QQ号自动分配 一个邮箱），从而形成QQ网络和Email网络之间的“已 匹配节点对”。 途径三：账号绑定功能的推行以及网络实名制的倡 导。
复杂网络间节点匹配算法研究
报告人：宣琦 导师：吴铁军教授 Email：crestxq@hotmail.com 浙江大学 控制科学与工程学系
应用背景——几个例子
语言网络节点匹配 蛋白质关联网络节点匹配 社会网络节点匹配
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语言网络——古文字的破译
揭示其他人士在匿名网络和实名网络之间的身份匹配
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实行节点匹配的基本前提
个 体 ： 社 会 网 络 中 的 人 语 言 网 络 中 的 语 义 生 物 网 络 中 的 同 源 蛋 白 质
个体在不同网络中具有类似的连接行为 语言网络和生物网络：缓慢变异 2009年12月27日
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迭代匹配算法（实例三）
2009年12月27日 Sunday
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迭代匹配算法相关文章
Iterative node matching between complex networks. Submitted.
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实名社会网络
实名网络： 电话网络 银行账户网络 合著网络 电子商务 … … … 涉 及 利 益 关 系
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社会网络——个体身份匹配
节点匹配 网络社会管理：法制 VS 人治
匿名网络设置实名信息 形成已匹配节点对（网络传感器）
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无标度网络匹配结果
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迭代匹配算法（实例一）
G1 G2
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迭代匹配算法（实例二）
G2
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随机网络匹配结果
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小世界网络匹配结果
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古 埃 及 文 古 巴 比 伦 文
古 印 度 文
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语言网络——古文字的破译
商 甲 骨 文 周 秦 金 文 篆 书 破译 汉 隶 书 2009年12月27日 Sunday
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生物网络——同源蛋白质匹配
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初步匹配算法框架
相似度计算
节点
匹配
2009年12月27日 Sunday
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相似度计算
vi1
n M (vi1 , vi2 ) S (v , v ) = n L (vi1 ) + n L (vi2 ) − n M (vi1 , vi2 )
算法速度 最坏情况：O(N*ln(N)) 最好情况：O(N)
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24
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不同之处： 节点匹配： 追求点对点匹配 提供已匹配节点对
2009年12月27日 Sunday
子图匹配： 只寻求与目标结构相同的子图 不需已匹配节点对
Sunday
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一个社会网络例子
就总体样本数据 而言，两个个体 如果在QQ网络 中是好友，那么 他们在电话网络 中是好友的可能 性为58%，参考 文献一，反之尚 未进行进一步验 证。
2009年12月27日 Sunday crestxq@hotmail.com 10