页面排名algo在R中的实现

时间:2013-11-26 01:26:12

标签: r igraph pagerank

我正在尝试使用以下步骤在R中实现页面排名算法:

  1. 加载一个样本图,例如:

    0 1
    0 2
    0 3
    1 2
    1 5
    2 0
    2 4
    3 1
    3 0
    3 4
    4 1
    4 5
    5 2
    5 3
    
  2. 从此图表中创建邻接矩阵

  3. 创建马尔可夫链(转换矩阵)
  4. 找到固定分布并将其标准化
  5. 以下是实现所有这些步骤的代码:

    g = read.graph(x)
    
    a = get.adjacency(g)
    
    markov = a / rowSums(a)
    
    e = eigen(t(markov))
    
    v <- e$vec[,1]
    
    normalized <- v / sum(v)
    

    当我将标准化对象的向量与page.rank(g)为此特定图形生成的向量进行比较时,它们几乎相同,只是存在细微差别。但是当我在这张图上尝试时:

        0 1
        0 2
        0 3
        1 2
        1 5
        2 0
        2 4
        3 1
        3 0
        3 4
        4 1
        4 5
        5 2
        5 3
        6 1
        6 2
        6 5
        6 0
        7 3
        7 4
        7 6
        7 7
        7 1
        8 2
        8 5
        9 8 
        9 7
        9 1 
        9 5
        10 2 
        10 3
        10 9
    

    差别很大!

    任何人都有此解释,或在R。

    中对此算法的替代实现

2 个答案:

答案 0 :(得分:5)

原因是阻尼参数。

您的代码根本没有使用阻尼。的β= 0。 page.rank默认使用beta = 0.85。

如果您使用以下代码(使用阻尼(beta变量)),您将获得与page.rank相同的结果。 或者您可以使用M = beta * M +(1-beta)* U修改代码并应用特征向量技术。 (如果某些列等于0向量,则必须在添加阻尼效果之前在此列中使用1 / n修改矩阵。)

我用你的第一个例子展示了三种不同的方法来获得相同的结果。没有细微差别。

使用特征向量,page.rank函数和使用矩阵迭代的不同方法。

以下是代码:

g <- graph(c(
  1, 2, 1, 3, 1, 4, 
  2, 3, 2, 6, 3, 1, 
  3, 5, 4, 2, 4, 1, 
  4, 5, 5, 2, 5, 6, 
  6, 3, 6, 4), 
            directed=TRUE)

M = get.adjacency(g, sparse = FALSE)
M = t(M / rowSums(M))
n = nrow(M)

U = matrix(data=rep(1/n, n^2), nrow=n, ncol=n)
beta=0.85
A = beta*M+(1-beta)*U
e = eigen(A)
v <- e$vec[,1]
v <- as.numeric(v) / sum(as.numeric(v))
v

page.rank(g)$vector

library(expm)
n = nrow(M)
U = matrix(data=rep(1/n, n^2), nrow=n, ncol=n)
beta=0.85
A = beta*M+(1-beta)*U
r = matrix(data=rep(1/n, n), nrow=n, ncol=1)
t(A%^%100 %*% r)

答案 1 :(得分:0)

@Roc说明你使用阻尼因子0是不正确的,反之亦然:你使用阻尼因子为1。

运行以下代码时,您可以获得三种不同方法的相同结果(igraph,将矩阵提升为n&#39; t幂和特征向量):

library(igraph)
library(expm)

set.seed(1415)
n <- 10
g <- sample_gnp(n, p = 1/4, directed = TRUE) # create random graph
df <- data.frame(pr = page_rank(g, damping = 1)$vector)

r <- c(1, rep(0, (n-1)))
adj_m <- t(as_adjacency_matrix(g, sparse = FALSE))
adj_m_mod <- prop.table(adj_m, 2)

lr <- eigen(adj_m_mod)$vectors[ , 1]
lr <- Re(lr/sum(lr))

matrix(lr, ncol = 1)
##             [,1]
##  [1,] 0.27663551
##  [2,] 0.02429907
##  [3,] 0.08878505
##  [4,] 0.06915888
##  [5,] 0.14579439
##  [6,] 0.10654206
##  [7,] 0.06915888
##  [8,] 0.07289720
##  [9,] 0.05327103
## [10,] 0.09345794
adj_m_mod %^% 100 %*% r
##             [,1]
##  [1,] 0.27663574
##  [2,] 0.02429905
##  [3,] 0.08878509
##  [4,] 0.06915881
##  [5,] 0.14579434
##  [6,] 0.10654199
##  [7,] 0.06915881
##  [8,] 0.07289723
##  [9,] 0.05327107
## [10,] 0.09345787
df
##            pr
## 1  0.27663551
## 2  0.02429907
## 3  0.08878505
## 4  0.06915888
## 5  0.14579439
## 6  0.10654206
## 7  0.06915888
## 8  0.07289720
## 9  0.05327103
## 10 0.09345794

还有一点:您必须小心如何定义邻接矩阵,即传入和传出链接是否在行或列中。要将一个表单转换为另一个表单,请使用转置函数t()