NetworkX的algorithms.community
模块提供了多种可直接调用的社区发现算法,
以下是当前版本(以NetworkX 2.8+为例)中主要的算法及其分类:
1. 非重叠社区检测算法
算法名称 | 函数/类 | 核心思想 |
---|---|---|
Girvan-Newman | girvan_newman() |
基于边介数中心性,逐步移除高介数边以分裂社区(层次聚类)。 |
Louvain方法 | louvain_communities() |
模块度最大化,通过局部优化和聚合迭代(需安装python-louvain 库)。 |
标签传播 (LPA) | label_propagation_communities() |
节点根据邻居标签动态更新自身标签,直至收敛(适合大规模网络)。 |
贪婪模块度优化 | greedy_modularity_communities() |
逐步合并社区使模块度增益最大,基于Newman的快速算法。 |
Kernighan-Lin分割 | kernighan_lin_bisection() |
通过交换节点对优化分割质量,适用于二分图。 |
2. 重叠社区检测算法
算法名称 | 函数/类 | 核心特点 |
---|---|---|
k-Clique渗透 | k_clique_communities() |
通过共享k−1k−1节点的k-clique链定义社区(如用户所述)。 |
Clique渗透 (CPM) | clique_communities() |
类似k-clique,但允许不同k值的clique扩展。 |
3. 其他辅助工具
功能 | 函数/类 | 用途 |
---|---|---|
模块度计算 | modularity() |
评估社区划分质量。 |
社区结构生成器 | LFR_benchmark_graph() |
生成具有已知社区结构的测试网络(需安装networkx.generators.community )。 |
代码示例:调用不同算法
python
import networkx as nx
from networkx.algorithms import community
# 创建一个示例图
G = nx.karate_club_graph() # 空手道俱乐部社交网络
# 使用Girvan-Newman算法(返回生成器,按层次分裂)
gn_communities = next(community.girvan_newman(G))
print("Girvan-Newman社区:", gn_communities)
# 使用Louvain方法(需安装python-louvain)
louvain_coms = community.louvain_communities(G, resolution=1.0)
print("Louvain社区:", louvain_coms)
# 使用标签传播
lpa_coms = list(community.label_propagation_communities(G))
print("标签传播社区:", lpa_coms)
# 使用k=3的Clique渗透
k3_clique_coms = list(community.k_clique_communities(G, 3))
print("k=3的Clique社区:", k3_clique_coms)
注意事项
-
依赖库 :部分算法(如Louvain)需要额外安装库(例如
pip install python-louvain
)。 -
返回值类型:不同算法返回结果形式不同(如生成器、列表、集合)。
-
适用场景:
- 稀疏图:标签传播、Louvain效率较高。
- 小规模图:Girvan-Newman、k-clique适用。
- 重叠社区:优先选择k-clique或Clique渗透。