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DAY 3
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初探 Network Science系列 第 3

Day-03-Network Science 中的常用名詞介紹

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在不同領域對於名詞的使用略有差異,不過指的都是同一件事,所以這邊稍微統整一下。

名詞 數學符號 圖例
節點Node, Vertex https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=V https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837yCJUp8r6zs.png
邊、連結、關係Edge, Link, Connection, Relation https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=E https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837W5CEPSemoy.png
圖、網路Graph, Network https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=G(V%2C%20E) https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837EvQToMfTvv.png
社群Cluster, Community https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=C https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837WDGNMcCY8s.png

Graph 的種類

邊的方向性 Direction

在 Network Science 中,有兩種最基本的圖,分別是『無向圖』以及『有向圖』。

無向圖Undirected Graph 有向圖Directed Graph
定義 連接線無方向性,也可以視為雙向 每條邊有特定方向
範例 社交網路中的友誼關係,友誼是雙向的,沒有明確的起點或終點 飛機航線,每條航線有出發地和目的地,具有明確的方向
圖例 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837VQGegw6waC.png https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/201328374BnuDZHuU2.png

邊的權重 Weighted

在進階一點又分為 binary 或是 weighted graphs

二元圖Binary Graph 加權圖Weighted Graph
定義 邊只有兩種狀態,存在(1)或是不存在(0) 每條邊都帶有一個額外的權重,像是這條邊的成本、距離等
範例 像是社群網路圖,認識就是(1);不認識就是(0,通常直接不畫出來)下面的圖只是一個範例,通常就直接省略不畫出來 假設節點是城市,邊的權重就是城市跟城市之間的實際距離
圖例 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837XihXTyeXIV.png https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837dLm51iFwQQ.png

節點/邊的屬性

如果以節點來看,有有分成 homogeneous/heterogeneous graphs

同質圖Homogeneous Graph 異質圖Heterogeneous Graph
定義 所有節點和邊都屬於同一種類型,彼此之間沒有區別 節點/邊擁有多種類型,有些人會稱呼這種圖為『知識圖譜』
範例 例如班級內的互動網路圖,只顯示每個人之間的互動關係。節點都是人;邊都是互動 例如下圖中每個節點的屬性就不相同名詞(碩士、論文、貓)、姓名(皮皮、小咪、牛奶)、形容詞(可愛)、地點(台科)等...
圖例 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837KYUaqoZAVw.png https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837gKNvvX2jrW.png

特殊類型的圖

雖然我稱呼它們是特殊類型的圖,但其實下面者幾種圖更符合現實生活中的狀況

類型 特色 圖例
Multigraphs 兩個節點之間擁有多條邊,這些邊可能有相同或不同的屬性 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837QTCVfyhCaW.png
Self-loop 節點與自己之間存在一條環狀邊 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837eEOYcUhnHO.png
Hypergraph 在 Hypergraph(超圖)中,一條邊可以連接多個節點,稱為 Hyperedge(超邊)。這種圖補足了一般圖中只能顯示節點之間有連接的關係,可以額外顯示出這些節點是『同時』連接在一起的。有些人會用框起來的方式表達這些節點是同時發生;也有人用方形(事件)來把節點連在一起 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837Xs97vJW1hU.pnghttps://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837phosHWUFqy.png
Dynamic Graph 與一般的靜態圖不同的點在於,它可以隨著時間的推移而變化,意思是指圖中的節點和邊可以隨時間添加、刪除或更改屬性 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/20132837mhj8F98B3c.png

參考資料


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