在R中的广度优先搜索期间改变节点的属性

Question

我创建了一个有100个节点的随机（Erdos-Renyi）图。 我已将所有100个节点的属性值设置为0.我找到具有最大度数（最多邻居）的节点，并将其属性值从0更改为1.然后，使用节点作为根节点，以及另一个节点作为第二个根节点，我在网络上进行广度优先搜索（BFS）。

这与这个问题有关 。

我像这样做广泛的第一次搜索：

# BFS on the network
bfs <- graph.bfs(graph, root = c(root_node, root_node2), unreachable = FALSE,
    order = TRUE, dist = TRUE)

我想查看第一个根节点的邻居，然后是第二个根节点的邻居，然后是第一个根节点的邻居的邻居，然后是第二个根节点的邻居的邻居，依此类推。

所以像这样：

                O                        # Note: O* is the first root node
                |                        # and O! is the second root node
                |
O----O----O!----O----O*----O----O----O
          |          |
          |          |
          O          O

因此，首先，查看第一个根节点的邻居：

                O                        # Note: double connections are
                |                        # the paths taken to the neighbors
                |
O----O----O!----O====O*====O----O----O
          |          ||
          |          ||
          O          O

然后查看第二个根节点的邻居：

                O
                |
                |
O----O====O!====O----O*----O----O----O
          ||         |
          ||         |
          O          O

然后，第一个根节点的邻居的邻居：

                O
                ||
                ||
O----O----O!----O----O*----O====O----O
          |          |
          |          |
          O          O

然后第二个根节点的邻居的邻居：

                O
                |
                |
O====O----O!----O----O*----O----O----O
          |          |
          |          |
          O          O

依此类推，直到所有节点都被查看：

                O
                |
                |
O----O----O!----O----O*----O----O====O
          |          |
          |          |
          O          O

在查看每个节点时，我想将其属性值从0更改为1，这样如果有另一条路径到达它，那么知道该节点的那个已经被查看过了。

另外，有没有办法计算查看所有节点需要多少次迭代？ 例如，这里是6（包括原始）。

注意：两个根节点以某种方式连接（即它们之间存在路径）。

抱歉图片，但这是基本的想法。 希望这是有道理的。

任何帮助将非常感激。 谢谢！

Answer 1

这是怎么做的。 首先，这是一个随机生成的图。

numnodes <- 50
the.graph <- grg.game(numnodes, 0.3)

V(the.graph)$visited <- 0
graph.degree <- degree(the.graph)

现在，我们采用最大顶点和随机顶点。 （您没有指定如何选择第二个）。 我们随机重新排列顶点，直到它连接到并且不是最大度顶点。

maxvertex <- sample(which(graph.degree == max(graph.degree)),1)
randvertex <- as.integer(sample(V(the.graph),1))
while((randvertex == maxvertex) ||
      (shortest.paths(the.graph,maxvertex,randvertex) == Inf)) {
  randvertex <- sample(V(the.graph),1)
}

当遍历这样的图形时，我喜欢跟踪我的位置。 这是起始位置和将这些初始节点标记为已访问的行。

curpos <- c(maxvertex, randvertex)
for(num in curpos) V(the.graph)[num]$visited <- 1

现在我们实际进行搜索并将节点标记为已访问。 如果所有节点都标记为已访问或者没有更多要连接的节点要探索，则循环将终止。 如果代码被窃听，我们知道应该没有比搜索步骤更多的迭代，所以我们知道它是否经过图表没有连接，我们不需要继续。 对于每次迭代，我们遍历包含当前占用节点的向量。 如果没有访问过它的任何邻居，我们将它们标记为已访问，并将它们添加到向量中以供下次使用。 一旦我们访问了此迭代的所有节点，我们就开始下一个循环。

maxloops = length(V(the.graph))
curloop = 0
while((curloop < maxloops) && (length(curpos)>0) &&
      (sum(V(the.graph)$visited) < numnodes)) {
  nextpos <- c()
  while(length(curpos)>0) {
    curnode <- curpos[1]
    curpos <- curpos[-1]

    adjnodes <- which(the.graph[curnode] == 1)
    for(adjnode in adjnodes) {
      if(!V(the.graph)[adjnode]$visited) {
        nextpos <- c(nextpos,adjnode)
        V(the.graph)[adjnode]$visited <- 1
      }
    }
  }
  curpos <- nextpos
  curloop <- curloop + 1
}

现在我们已经访问了连接到最大度节点的所有节点。 我们现在打印遍历图形所需的迭代次数。 如果未访问任何节点，则还将打印一条消息，指出图形未连接。

print(curloop)
if(sum(V(the.graph)$visited) < numnodes) print("Not a connected graph.")