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复杂网络:常用结构指标
更新于 2026-11-07条目链接
网络指标用于把结构转化为可比较的量。以下公式默认无自环、无平行边的无向简单图;有向图和加权图需要另行指定定义。
度与密度
节点度 kᵢ 是相邻节点数,平均度为 ⟨k⟩=2M/N。密度为 2M/[N(N−1)](N>1)。有向图应区分入度和出度;边权求和称为节点强度,不能与度混用。
度分布 P(k) 描述度为 k 的节点所占比例。比较不同规模网络时,单看密度或平均度容易产生误判,应结合规模与采样方式。
聚类与三角形
节点 i 的局部聚类系数 Cᵢ=2Tᵢ/[kᵢ(kᵢ−1)],Tᵢ为经过该节点的三角形数。度不足 2 时需说明处理约定。平均局部聚类系数与全局传递性(闭合三元组占比)是不同统计量,不应混称。
距离与连通性
最短路径长度是两节点间最短路线的长度。非连通图中不存在所有节点对的有限距离;可报告最大连通分量上的平均最短路径,并同时给出该分量占全部节点的比例。有向图需说明强连通或弱连通口径。
中心性回答不同问题
- 度中心性:谁直接连接最多?
- 介数中心性:谁位于较多节点对的最短路径上?是否代表实际流量取决于传播机制。
- 接近中心性:谁到其他节点的距离较短?非连通图中要明确归一化约定。
- 特征向量中心性与 PageRank:谁连接到较重要的节点?结果依赖方向、权重和算法参数。
一个计算示例
三角形 A–B–C 再接一条 C–D:N=4、M=4,平均度为 2,密度为 2/3。C 的度为 3,其三个邻居之间只有 A–B 一条边,因此 C 的局部聚类系数为 1/3。
报告时的最小信息
列出网络类型、N 与 M、孤立节点数、连通分量、权重含义、指标定义和软件版本。强度或相似度权重通常不能直接作为最短路距离;转换方式必须有业务依据。
