特征向量中心性
词汇表
- 有向
-
有向特性。该算法在有向图上定义良好。
- 有向
-
有向特性。该算法忽略图的方向。
- 有向
-
有向特性。该算法不在有向图上运行。
- 无向
-
无向特性。该算法在无向图上定义良好。
- 无向
-
无向特性。该算法忽略图的无向性。
- 异构节点
-
异构节点完全支持。该算法能够区分不同类型的节点。
- 异构节点
-
允许异构节点。该算法对所有选定的节点一视同仁,无论其标签如何。
- 异构关系
-
异构关系完全支持。该算法能够区分不同类型的关系。
- 异构关系
-
允许异构关系。该算法对所有选定的关系一视同仁,无论其类型如何。
- 加权关系
-
加权特性。该算法支持将关系属性用作权重,通过配置参数 relationshipWeightProperty 指定。
- 加权关系
-
加权特性。该算法将每个关系视为同等重要,忽略任何关系权重的值。
语法
本节介绍在每种执行模式下执行特征向量中心性算法所使用的语法。我们正在描述命名图语法的变体。要了解有关通用语法变体的更多信息,请参阅语法概述。
CALL gds.eigenvector.stream(
graphName: String,
configuration: Map
)
YIELD
nodeId: Integer,
score: Float
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
graphName |
String |
|
否 |
存储在目录中的图的名称。 |
configuration |
Map |
|
是 |
算法特定和/或图过滤的配置。 |
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定节点标签过滤命名图。将包含具有任何给定标签的节点。 |
|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定关系类型过滤命名图。将包含具有任何给定类型的关系。 |
|
整数 |
|
是 |
用于运行算法的并发线程数。 |
|
String |
|
是 |
可提供用于更轻松地跟踪算法进度的 ID。 |
|
布尔 |
|
是 |
如果禁用,则不会记录进度百分比。 |
|
整数 |
|
是 |
特征向量中心性算法运行的最大迭代次数。 |
|
浮点数 |
|
是 |
迭代之间分数的最小变化。如果所有分数的变化都小于容差值,则结果被视为稳定,算法返回。 |
|
String |
|
是 |
用作权重的关系属性的名称。如果未指定,算法将以无权重方式运行。 |
|
sourceNodes |
列表或节点或数字 |
|
是 |
用于计算个性化 PageRank 的节点或节点 ID。 |
scaler |
字符串或映射 |
|
是 |
应用于最终分数的缩放器的名称。支持的值有 |
名称 | 类型 | 描述 |
---|---|---|
nodeId |
整数 |
节点 ID。 |
score |
浮点数 |
特征向量得分。 |
CALL gds.eigenvector.stats(
graphName: String,
configuration: Map
)
YIELD
ranIterations: Integer,
didConverge: Boolean,
preProcessingMillis: Integer,
computeMillis: Integer,
postProcessingMillis: Integer,
centralityDistribution: Map,
configuration: Map
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
graphName |
String |
|
否 |
存储在目录中的图的名称。 |
configuration |
Map |
|
是 |
算法特定和/或图过滤的配置。 |
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定节点标签过滤命名图。将包含具有任何给定标签的节点。 |
|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定关系类型过滤命名图。将包含具有任何给定类型的关系。 |
|
整数 |
|
是 |
用于运行算法的并发线程数。 |
|
String |
|
是 |
可提供用于更轻松地跟踪算法进度的 ID。 |
|
布尔 |
|
是 |
如果禁用,则不会记录进度百分比。 |
|
整数 |
|
是 |
特征向量中心性算法运行的最大迭代次数。 |
|
浮点数 |
|
是 |
迭代之间分数的最小变化。如果所有分数的变化都小于容差值,则结果被视为稳定,算法返回。 |
|
String |
|
是 |
用作权重的关系属性的名称。如果未指定,算法将以无权重方式运行。 |
|
sourceNodes |
列表或节点或数字 |
|
是 |
用于计算个性化 PageRank 的节点或节点 ID。 |
scaler |
字符串或映射 |
|
是 |
应用于最终分数的缩放器的名称。支持的值有 |
名称 | 类型 | 描述 |
---|---|---|
ranIterations |
整数 |
运行的迭代次数。 |
didConverge |
布尔 |
指示算法是否收敛。 |
preProcessingMillis |
整数 |
预处理图的毫秒数。 |
computeMillis |
整数 |
运行算法的毫秒数。 |
postProcessingMillis |
整数 |
计算 |
centralityDistribution |
Map |
包含中心性值的最小值、最大值、平均值以及 p50、p75、p90、p95、p99 和 p999 百分位数的映射。 |
configuration |
Map |
用于运行算法的配置。 |
CALL gds.eigenvector.mutate(
graphName: String,
configuration: Map
)
YIELD
nodePropertiesWritten: Integer,
ranIterations: Integer,
didConverge: Boolean,
preProcessingMillis: Integer,
computeMillis: Integer,
postProcessingMillis: Integer,
mutateMillis: Integer,
centralityDistribution: Map,
configuration: Map
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
graphName |
String |
|
否 |
存储在目录中的图的名称。 |
configuration |
Map |
|
是 |
算法特定和/或图过滤的配置。 |
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
mutateProperty |
String |
|
否 |
分数写入的 GDS 图中的节点属性。 |
字符串列表 |
|
是 |
使用给定节点标签过滤命名图。 |
|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定关系类型过滤命名图。 |
|
整数 |
|
是 |
用于运行算法的并发线程数。 |
|
String |
|
是 |
可提供用于更轻松地跟踪算法进度的 ID。 |
|
整数 |
|
是 |
特征向量中心性算法运行的最大迭代次数。 |
|
浮点数 |
|
是 |
迭代之间分数的最小变化。如果所有分数的变化都小于容差值,则结果被视为稳定,算法返回。 |
|
String |
|
是 |
用作权重的关系属性的名称。如果未指定,算法将以无权重方式运行。 |
|
sourceNodes |
列表或节点或数字 |
|
是 |
用于计算个性化 PageRank 的节点或节点 ID。 |
scaler |
字符串或映射 |
|
是 |
应用于最终分数的缩放器的名称。支持的值有 |
名称 | 类型 | 描述 |
---|---|---|
ranIterations |
整数 |
运行的迭代次数。 |
didConverge |
布尔 |
指示算法是否收敛。 |
preProcessingMillis |
整数 |
预处理图的毫秒数。 |
computeMillis |
整数 |
运行算法的毫秒数。 |
postProcessingMillis |
整数 |
计算 |
mutateMillis |
整数 |
将属性添加到内存图的毫秒数。 |
nodePropertiesWritten |
整数 |
写入内存图的属性数量。 |
centralityDistribution |
Map |
包含中心性值的最小值、最大值、平均值以及 p50、p75、p90、p95、p99 和 p999 百分位数的映射。 |
configuration |
Map |
用于运行算法的配置。 |
CALL gds.eigenvector.write(
graphName: String,
configuration: Map
)
YIELD
nodePropertiesWritten: Integer,
ranIterations: Integer,
didConverge: Boolean,
preProcessingMillis: Integer,
computeMillis: Integer,
postProcessingMillis: Integer,
writeMillis: Integer,
centralityDistribution: Map,
configuration: Map
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
graphName |
String |
|
否 |
存储在目录中的图的名称。 |
configuration |
Map |
|
是 |
算法特定和/或图过滤的配置。 |
名称 | 类型 | 默认 | 可选 | 描述 |
---|---|---|---|---|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定节点标签过滤命名图。将包含具有任何给定标签的节点。 |
|
字符串列表 |
|
是 |
使用给定关系类型过滤命名图。将包含具有任何给定类型的关系。 |
|
整数 |
|
是 |
用于运行算法的并发线程数。 |
|
String |
|
是 |
可提供用于更轻松地跟踪算法进度的 ID。 |
|
布尔 |
|
是 |
如果禁用,则不会记录进度百分比。 |
|
整数 |
|
是 |
用于将结果写入 Neo4j 的并发线程数。 |
|
String |
|
否 |
分数写入的 Neo4j 数据库中的节点属性。 |
|
整数 |
|
是 |
特征向量中心性算法运行的最大迭代次数。 |
|
浮点数 |
|
是 |
迭代之间分数的最小变化。如果所有分数的变化都小于容差值,则结果被视为稳定,算法返回。 |
|
String |
|
是 |
用作权重的关系属性的名称。如果未指定,算法将以无权重方式运行。 |
|
sourceNodes |
列表或节点或数字 |
|
是 |
用于计算个性化 PageRank 的节点或节点 ID。 |
scaler |
字符串或映射 |
|
是 |
应用于最终分数的缩放器的名称。支持的值有 |
名称 | 类型 | 描述 |
---|---|---|
ranIterations |
整数 |
运行的迭代次数。 |
didConverge |
布尔 |
指示算法是否收敛。 |
preProcessingMillis |
整数 |
预处理图的毫秒数。 |
computeMillis |
整数 |
运行算法的毫秒数。 |
postProcessingMillis |
整数 |
计算 |
writeMillis |
整数 |
写回结果数据的毫秒数。 |
nodePropertiesWritten |
整数 |
写入 Neo4j 的属性数量。 |
centralityDistribution |
Map |
包含中心性值的最小值、最大值、平均值以及 p50、p75、p90、p95、p99 和 p999 百分位数的映射。 |
configuration |
Map |
用于运行算法的配置。 |
示例
以下所有示例都应在空数据库中运行。 这些示例通常使用Cypher 投影。原生投影将在未来版本中弃用。 |
在本节中,我们将展示在具体图上运行特征向量中心性算法的示例。目的是说明结果是什么样子,并提供如何在实际设置中使用该算法的指南。我们将在一个小型 Web 网络图上进行此操作,该图包含以特定模式连接的少数节点。示例图如下所示
CREATE
(home:Page {name:'Home'}),
(about:Page {name:'About'}),
(product:Page {name:'Product'}),
(links:Page {name:'Links'}),
(a:Page {name:'Site A'}),
(b:Page {name:'Site B'}),
(c:Page {name:'Site C'}),
(d:Page {name:'Site D'}),
(home)-[:LINKS {weight: 0.2}]->(about),
(home)-[:LINKS {weight: 0.2}]->(links),
(home)-[:LINKS {weight: 0.6}]->(product),
(about)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(product)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(a)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(b)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(c)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(d)-[:LINKS {weight: 1.0}]->(home),
(links)-[:LINKS {weight: 0.8}]->(home),
(links)-[:LINKS {weight: 0.05}]->(a),
(links)-[:LINKS {weight: 0.05}]->(b),
(links)-[:LINKS {weight: 0.05}]->(c),
(links)-[:LINKS {weight: 0.05}]->(d);
此图表示八个页面,它们相互链接。每个关系都有一个名为 weight
的属性,描述了关系的重要性。
MATCH (source:Page)-[r:LINKS]->(target:Page)
RETURN gds.graph.project(
'myGraph',
source,
target,
{ relationshipProperties: r { .weight } }
)
内存估算
首先,我们将使用 estimate
过程来估算运行算法的成本。这可以在任何执行模式下完成。在此示例中,我们将使用 write
模式。估算算法有助于了解在图上运行算法将对内存产生的影响。当您稍后实际在其中一种执行模式下运行算法时,系统将执行估算。如果估算显示执行超出其内存限制的可能性非常高,则禁止执行。要了解更多信息,请参阅自动估算和执行阻止。
有关 estimate
的更多详细信息,请参阅内存估算。
CALL gds.eigenvector.write.estimate('myGraph', {
writeProperty: 'centrality',
maxIterations: 20
})
YIELD nodeCount, relationshipCount, bytesMin, bytesMax, requiredMemory
nodeCount | relationshipCount | bytesMin | bytesMax | requiredMemory |
---|---|---|---|---|
8 |
14 |
696 |
696 |
"696 字节" |
流
在 stream
执行模式下,算法返回每个节点的得分。这使我们能够直接检查结果,或在 Cypher 中对其进行后处理,而没有任何副作用。例如,我们可以对结果进行排序,以找到具有最高特征向量得分的节点。
有关 stream
模式的更多详细信息,请参阅流。
stream
模式下运行算法CALL gds.eigenvector.stream('myGraph')
YIELD nodeId, score
RETURN gds.util.asNode(nodeId).name AS name, score
ORDER BY score DESC, name ASC
名称 | score |
---|---|
"主页" |
0.7465574981728249 |
"关于" |
0.33997520529777137 |
"链接" |
0.33997520529777137 |
"产品" |
0.33997520529777137 |
"站点 A" |
0.15484062876886298 |
"站点 B" |
0.15484062876886298 |
"站点 C" |
0.15484062876886298 |
"站点 D" |
0.15484062876886298 |
以上查询正在以 unweighted
方式在 stream
模式下运行算法。下面可以找到加权图的示例。
统计
在 stats
执行模式下,算法返回包含算法结果摘要的单行。例如,特征向量统计返回中心性直方图,可用于监控所有计算节点的中心性得分分布。此执行模式没有任何副作用。通过检查 computeMillis
返回项来评估算法性能非常有用。在下面的示例中,我们将省略返回时间。该过程的完整签名可在语法部分找到。
有关 stats
模式的更多详细信息,请参阅统计。
CALL gds.eigenvector.stats('myGraph', {
maxIterations: 20
})
YIELD centralityDistribution
RETURN centralityDistribution.max AS max
max |
---|
0.7465591431 |
变异
mutate
执行模式扩展了 stats
模式,具有一个重要的副作用:使用包含该节点分数的新节点属性更新命名图。新属性的名称使用强制配置参数 mutateProperty
指定。结果是一个与 stats
类似的单行摘要,但带有一些附加指标。当多个算法结合使用时,mutate
模式特别有用。
有关 mutate
模式的更多详细信息,请参阅变异。
mutate
模式下运行算法CALL gds.eigenvector.mutate('myGraph', {
maxIterations: 20,
mutateProperty: 'centrality'
})
YIELD nodePropertiesWritten, ranIterations
nodePropertiesWritten | ranIterations |
---|---|
|
|
写入
write
执行模式扩展了 stats
模式,具有一个重要的副作用:将每个节点的分数作为属性写入 Neo4j 数据库。新属性的名称使用强制配置参数 writeProperty
指定。结果是一个与 stats
类似的单行摘要,但带有一些附加指标。write
模式允许将结果直接持久化到数据库。
有关 write
模式的更多详细信息,请参阅写入。
write
模式下运行算法CALL gds.eigenvector.write('myGraph', {
maxIterations: 20,
writeProperty: 'centrality'
})
YIELD nodePropertiesWritten, ranIterations
nodePropertiesWritten | ranIterations |
---|---|
|
|
加权
默认情况下,算法将图中的关系视为无权重。要更改此行为,我们可以使用 relationshipWeightProperty
配置参数。如果设置了该参数,则关联的属性值将用作关系权重。在加权
情况下,发送到其邻居的节点的先前分数乘以归一化的关系权重。请注意,负关系权重在计算过程中会被忽略。
在以下示例中,我们使用输入图的 weight
属性作为关系权重属性。
stream
模式下使用关系权重运行算法CALL gds.eigenvector.stream('myGraph', {
maxIterations: 20,
relationshipWeightProperty: 'weight'
})
YIELD nodeId, score
RETURN gds.util.asNode(nodeId).name AS name, score
ORDER BY score DESC, name ASC
名称 | score |
---|---|
"主页" |
0.8328163407319487 |
"产品" |
0.5004775834976313 |
"关于" |
0.1668258611658771 |
"链接" |
0.1668258611658771 |
"站点 A" |
0.008327591469710233 |
"站点 B" |
0.008327591469710233 |
"站点 C" |
0.008327591469710233 |
"站点 D" |
0.008327591469710233 |
与无加权示例一样,“主页”节点的得分最高。相比之下,“产品”现在是第二高得分,而不是第四高。
我们使用 stream 模式来演示以 weighted 方式运行算法,但是,所有算法模式都支持 relationshipWeightProperty 配置参数。 |
容差
tolerance
配置参数表示迭代之间分数的最小变化。如果所有分数的变化都小于配置的容差,则迭代中止并被视为收敛。请注意,设置较高的容差会导致更早收敛,但也会导致中心性得分的准确性降低。
stream
模式下使用高 tolerance
值运行算法CALL gds.eigenvector.stream('myGraph', {
maxIterations: 20,
tolerance: 0.1
})
YIELD nodeId, score
RETURN gds.util.asNode(nodeId).name AS name, score
ORDER BY score DESC, name ASC
名称 | score |
---|---|
"主页" |
0.7108273818583551 |
"关于" |
0.3719400001993262 |
"链接" |
0.3719400001993262 |
"产品" |
0.3719400001993262 |
"站点 A" |
0.14116155811301126 |
"站点 B" |
0.14116155811301126 |
"站点 C" |
0.14116155811301126 |
"站点 D" |
0.14116155811301126 |
我们使用 tolerance: 0.1
,这导致结果与流示例略有不同。但是,计算在三次迭代后收敛,我们已经可以观察到结果得分的趋势。
个性化特征向量中心性
个性化特征向量中心性是特征向量中心性的一种变体,它偏向于一组 sourceNodes
。默认情况下,幂迭代从所有节点的相同值开始:1 / |V|
。对于给定的一组源节点 S
,每个源节点的初始值设置为 1 / |S|
,所有剩余节点的初始值设置为 0
。
以下示例展示了如何运行以“站点 A”为中心的特征向量中心性。
MATCH (siteA:Page {name: 'Site A'}), (siteB:Page {name: 'Site B'})
CALL gds.eigenvector.stream('myGraph', {
maxIterations: 20,
sourceNodes: [siteA, siteB]
})
YIELD nodeId, score
RETURN gds.util.asNode(nodeId).name AS name, score
ORDER BY score DESC, name ASC
名称 | score |
---|---|
"主页" |
0.7465645391567868 |
"关于" |
0.33997203172449453 |
"链接" |
0.33997203172449453 |
"产品" |
0.33997203172449453 |
"站点 A" |
0.15483736775159632 |
"站点 B" |
0.15483736775159632 |
"站点 C" |
0.15483736775159632 |
"站点 D" |
0.15483736775159632 |
缩放中心性得分
在内部,中心性得分在每次迭代后使用 L2 归一化进行缩放。因此,最终值已经归一化。此行为无法更改,因为它属于幂迭代方法的一部分。
但是,为了将最终分数作为算法执行的一部分进行归一化,可以使用 scaler
配置参数。所有可用缩放器的描述可以在 scaleProperties
过程的文档中找到。
stream
模式下运行算法并返回归一化结果CALL gds.eigenvector.stream('myGraph', {
scaler: "MINMAX"
})
YIELD nodeId, score
RETURN gds.util.asNode(nodeId).name AS name, score
ORDER BY score DESC, name ASC
名称 | score |
---|---|
"主页" |
1.0 |
"关于" |
0.312876962110942 |
"链接" |
0.312876962110942 |
"产品" |
0.312876962110942 |
"站点 A" |
0.0 |
"站点 B" |
0.0 |
"站点 C" |
0.0 |
"站点 D" |
0.0 |
将结果与流示例进行比较,我们可以看到得分的相对顺序是相同的。