如何利用python 的 networkx从文件中读数据加节点和边

如何利用python 的 networkx从文件中读数据加节点和边,第1张

如何利用python 的 networkx从文件中读数据加节点和边

译Python之前您最好先安装一系列的开发工具和一些拓展库,虽然不是必须的,但这样Python才能凳盯依赖这些工具和拓展库弊猜展示它强悍的功能。下面是利

用yum进行工具和拓展库安装的示例命令,直接copy执行即可(注意部分命令显示不全,但可以通过移动光标查看和复制)。

yumgroupinstall"Development tools"

yuminstallzlib-develbzip2-developenssl-develncurses-develsqlite-develreadline-develtk-develgdbm-develdb4-devellibpcap-develxz-devel

该考虑的因素

在您编译和安装Python之前,有些东西您是应该知道或考虑的。如下。

Unicode编码

Python

编码问题历史悠久,但不用过多关注,知道它目前支持Unicode编码即可(Python3中默认的)。考虑到兼容性等原因,除非有特殊的理由,您最好配

置下Python 3.2和更早的版本,使其支持UTF-32编码,虽然会增加小小的内存代价。枣卜和

/etc/profile 在登录时首先自动执行。

$HOME/.profile 在登录时第二个自动执行。

$ENV 在创建一个新的 KShell时指定要读的一个文件。

文件名元字符

* 匹配有零或零个以上字符的字符串

? 匹配任何单个字符

[abc…] 匹配括号内任何一个字符,也可用连字符指定一个范围(例如, a-z,A-Z,0-9)

[!abc…] 匹配任何不包括在括号内的字符

?(pattern) 匹配模式的零个或一个实例

*(pattern) 匹配指定模式的零个或多个实例

+ (pattern) 匹配指定模式的一个或多个实例

@ (pattern) 只匹配指定模式的一个实例

! (pattern) 匹配任何不匹配模式的字符串

\n 匹配与 (…)中的第 n个子模式匹配的文本。

~ 当前用户的主目录

~ name 用户 name的主目录

这个模式 pattern可能是由分隔符“ |”或“&”分隔的模式的序列,

例: pr !(*.o|core) | lp

引用

命令分隔符

& 后台执行

( ) 命令分组

| 管道

<>& 重定向符号

* ? [ ] ~ + - @ ! 文件名元字符

““ 中间的字符会逐字引用,除了 `` 替换命令和 $ 替换变量 .

‘’ 中间的所有字符都会逐字引用

\ 在其后的字符会按其原来的意义逐字采用 .如在 ””中使用 \”,\`,\$

\a 警告, \b退格 ,\f 换页 ,\n 换行 ,\r 回车 ,\ 制表符 ,\v 垂直制表符 ,

\nnn 八进制值 ,\xnn 十六进制值 ,\’ 单引号 ,\” 双引号 ,\\ 反斜线 ,

`` 命令的替换

$ 变量的替换

命令形式

Cmd & 在后台执行

Cmd1cmd2 命令序列,依次执行

{cmd1cmd2} 将命令做为一组来执行

(cmd1cmd2) 在子 shell中,将命令做为一组执行

Cmd1|cmd2 管道 将 cmd1的输出作为 cmd2的输入

Cmd1 `cmd2` 命令替换 用 cmd2的输出作为 cmd1的参数

Cmd1$(cmd2) 命令替换,可以嵌套

Cmd$((expression)) 运算替换。用表达式结果作为参数

Cmd1&&cmd2 逻辑与。如果 cmd1成功才执行 cmd2

Cmd1||cmd2 逻辑或。如果 cmd1成功则不会执行 cmd2

重定向形式

文件描述符:

0 标准输入 stdin 默认为键盘

1 标准输出 stdout

2 标准错误 stderr

Cmd >file 将 cmd的结果输出到 file(覆盖 )

Cmd >>file 将 cmd的结果输出到 file(追加 )

Cmd <file 从 file中获取 cmd 的输入

Cmd <<text 将 shell脚本的内容(直到遇见一个和纤信 text一样的标记为止)作为 cmd的输入

Cmd <>file 在标准输入上打开文件以便读写

Cmd >&n 将输出发送到文件描述符 n。 ll >&1

Cmd m>&n 将本来输出的 m中的内容转发到 n中。 Ll 3>&2

Cmd >&- 关闭标准输出

Cmd <&n 获取输入

Cmd m<&n

Cmd <&- 关闭标准输入

在文件描述符和一个重定向符号间不允许有空格。

Cmd 2>file 将扰竖埋标准错误发到 file中

Cmd >file 2>&1 将标准错误和标准输出都发到 file

Cmd >f1 2>f2 将标准输出发到 f1,标准错误发到 f2

Cmd | tee files 将输出发送到标准输出和 files中

Cmd 2>&1 | tee files 将输出和错误同时发到标准输出和 files中

2.变量

变量替换

下列表达式中不允许使用空格。冒号是可选的缓蚂,如果用冒号那么变量必须是非空的并设置了初始值。

Var=value… 将变量 var 设为 value

${var} 使用变量 var的值 如果变量和其后面的文本是分开的则可以不加大括号。

${var:-value} 如果变量 var已设置则使用它,否则使用值 value

${var:=value} 如果变量 var已设置则使用它,否则使用值 value并将 value赋给变量 var

${var:+value} 如果变量 var已设置则使用 value,否则什么也不使用

例 :echo ${u-$d}echo ${tmp-`date`}如果没设 tmp,则执行 date

内置变量

$# 命令行参数的个数

$? 上一条命令执行后返回的值

$$ 当前进程的进程号 (PID), 通常用于在 shell脚本中创建临时文件的名称

$0 第一个参数即命令名

$n 命令行上的第 n个参数

$* 将命令行上所有参数作为一个字符串

$@ 命令行上所有参数,但每个参数都被引号引起来

LINENO 脚本或函数内正在执行的命令的行号

OLDPWD 前一个工作目录(由 CD设置)

PPID当前 SHELL的父进程的进程号

PWD 当前工作目录(由 CD设置)

RANDOM[=n] 每次引用时产生一个随机数,如果给定 n则以整数 n开始

SECONDS 这个整型变量的值是指从这个 shell会话启动算起所过去的秒数。但它更有用的是用脚本中的计时。

例: start=$SECONDS

read answer

finish=$SECONDS

TMOUT 如果设置了该变量,则在没有输入的情况下经过 TMOUT变量所指定的秒数后, shell退出。值为 0时无效。

CDPATH

允许用户使用简单文件名作为 CD的参数,从而快速改变目录。设置方法与 PATH类似,通常在启动文件中设置。如果 CD的参数是一个绝对路径,则不会查询 CDPATH.

例: CDPATH=:/u1/nr:/u1/progs:

export CDPATH

cd nr

就会进到 nr中去。

注意:变量必须大写,定义后必须导出 .

数组

Kshell支持一维数组,最多支持 1024个元素。第一个元素为0。

Set –A name value0 value1 …

声明数组,指定的值就成为 name的元素。

${name[i]}  i为 0至 1023的值,可以是表达式。返回数组元素 i

${name} 返回数组元素0

${name[*]},${name[@]} 返回所有元素

下标 [*]和 [@]都可以提取整个数组的内容。但当它们在引号中使用时其行为是不同的。使用 @可生成一个数组,这个数组是原始数组的副本,而使用 *,则生成的仅仅是具有单一元素的数组 (或者是一个普通变量 )。

例: set -A a "${names[*]}"

set -A b "${names[@]}"

set|head -5

a[0]='alex helen jenny scott'

b[0]=alex

b[1]=helen

b[2]=jenny

b[3]=scott

${#name[*]} 返回数组元素个数

运算符

Kshell使用 C语言中的运算符。

+ 加 - 减 ! 逻辑非 ~ 按进制取反 * 乘 / 除 % 求余 <<左移 >>右移 <= 小于等于 >= 大于等于 <小于

>大于 == 相等 != 不等 &&逻辑与 || 逻辑或

3.内置命令

# 注释后面的一行

Break [n] 从 for while select until循环中退出或从 n次循环中退出

Case value in

Pattern1) cmds1

Pattern2) cmds2

Esac

类似于 select case.例 :

Case $<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1 in

No|yea) response=1

break

-[tT]) table=TRUE

*) echo “unknown option”exit 1

Esac

Continue [n] 在 for while select until循环中跳过余下的命令,继续下一次循环 (或跳过 n次循环 )

Eval args args是一行包含 shell变量的代码 .eval首先进行变量扩展,并且运行由此产生的命令。在 shell变量包括了重定向符号,别名或其他变量时是有用的。

例 :

For option

Do

Case “$option” in

Save) out=’ >$newfile’

Show) out=’ | more’

Esac

Done

Eval sort $file $out

Exit [n] 退出脚本,退出状态为 n.

Export [name=[value]…]

定义全局变量,让其它 shell脚本也可以使用。无参数时输出当前定义的全局变量。

For x [in list]

Do

Commands

Done

使变量 x(在可选的值列表中 )执行 commands,省略时假定为 ”$@”位置参数

例 :

For item in `cat program_list`

Do

Grep –c “$item.[co]” chap*

Done

Function name{commands} 定义一个函数

If condition1

Then commands1

[elif condition2

Then commands2]

[else commands3]

Fi

条件执行语句。

Let expressions 执行一个或多个表达式。表达式中的变量前不必有 $.如果表达式中包含了空格或其他特殊字符,则必须引起来。

例: let “I = I + 1”或 let i=i+1

Read [var1[?string]] [var2 …] 从标准输入读入一行给相应的变量,并把剩余的单词给最后一个变量。 String为相应的提示信息 .无参时只等待一次输入。

Readonly [var1[=value] var2[=value] …] 设置只读变量 ,无参时显示所有只读变量

Return [n] 用于一个函数里面返回状态

repeat word

do

commands

done

指定一个命令序列执行的次数。

例:

repeat 3

do

echo "bye"

done

Select x [in list]

Do

Commands

Done

显示一列按 list中顺序编号的菜单项。让用户键入行号选择或按 return重新显示。

例 :

Ps3=”select thd item number:”

Select event in format page view exit

Do

Case “event” in

Format) nroff $file | lp

Page) pr $file | lp

View) more $file

Exit) exit 0

*)echo “invalid selection”

Esac

Done

输出为 :

1. format

2. page

3. view

4. exit

select the item number:

set [options arg1 arg2 …] 无参时输出所有已知变量的值。

Shift [n] 交换位置参数(如将 $2变为 $1) .如果给出 n,则向左移动 n个位置。通常用于在 while循环中迭代命令行参数。 N可以是一个整数表达式。

Sleep [n] 睡眠 n秒钟

Test condition 或 [ condition ] 判断条件,为真返回 0,否则返回非 0.

文件:

-a filename 如果该文件存在而为真

-d filename 如果该文件存在且为一个目录,则为真

-f filename 如果该文件存在且为一个常规文件,则为真

-L filename 如果该文件存在且为一个符号链接,为真

-r filename 如果该文件存在且用户对其有读取权限,真

-s filename 如果该文件存在且包含信息 (大于 0字节 ),真

-w filename 如果该文件存在且对其有写入权,真

-x filename 如果该文件存在且对其有执行权,真

File1 -nt file2 如果 file1存在且在 file2后修改则值为真 (指修改时间 )

File1 -ot file2 如果 file1存在且在 file2前修改则值为真 (指修改时间 )

字符串:

string 如果 string不为空字符串则值为真

-n string 如果 string字符长度大于 0则值为真

-z string 如果 string字符长度等于 0则值为真

string1=sting2 如果 string1等于 string2则值为真

string1!=string2如果 string1不等于 string2则值为真

string2可以是通配符模式。

整数比较:

-gt 大于; -ge 大于或等于; -eq 等于; -ne 不等于 -le 小于或等于 -lt 小于

组合:

! condition 如果 condition为假则为真

condition1 –a condition2 如果两个条件都为真则为真

condition1 –o condition2 如果两个条件有一个为真则为真

trap [[commands] signals] 如果接收到任何的信号 signals则执行命令 commands.如果完全忽略 commands则会重新设置由默认行为处理指定的信号。

例:

Trap “” 2 忽略信号 2(中断,通常是 ctrl+c)

Trap 2 恢复中断 2

Trap “rm –f $tmpexit” 0 1 2 15 当 shell程序退出,用户退出,按 ctrl+c或执行 kill时删除 $tmp.

Typeset [options] [var [var]…]设置变量属性

-u 将变量值中所有字母全部转换成大写

-l 将变量值中所有字母全部转换成小写

-i 将变量值设为整数类型 .-ix x为相应的进制,表示时为 x#变量值,可用于进制转换。

例: typeset -i2 vv vv=2echo $vv2#10

typeset -i 相当于 integer

-L width 在 width宽度之内左对齐

-R width 在 width宽度之内右对齐,前面空位用空格填充

-Z width 在 width宽度之内右对齐,变量如果是数字,则前面空位用零填充

如果忽略 width,将使用赋给这个变量的第一个值的宽度。

-x 设置一个变量全局。 typeset -x 相当于 export

-r 设置一个变量具有只读属性,在设置的同时或之前,要先给这些变量赋值。

例: typeset -r PATH FPATH=/usr/local/funcs

typeset -r 相当于 readonly

不带参数的 typeset可以列出变量和变量的属性。查看指定的变量属性可用 type|grep day

使用带有某一选项的 typeset来看看哪一个变量具有特定的属性: typeset -z

Unset var 删除一个变量,将它置为空

Until condition

Do

Commands

Done

执行命令 command直到满足条件 condition.

While condition

Do

Commands

Done

如果满足条件 condition则执行 commands

转载于:https://blog.51cto.com/gobdle/128601

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原文链接:http://blog.51cto.com/gobdle/128601

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简单实现:

# ks代表了一个简单的网络,里面由三个节点‘1’,‘2’,‘4’

ks={'1':['3','4'],'2':['1'],'4':['2','1']}

#ks1暂时存储我们的查询结果

ks1=[]

#k值的初始值为s=1

s=1

while ks:

#根据度数值是否和s相等,将找到的节点存入ks1

for k,v in ks.items():

if len(v)==s:

ks1.append(k)

#判断是否ks1是否含有值,如果含有即代表s不用增加,否则是s+1

if ks1!=None:

for k2 in ks1:

#如果记录的节点在网络中,则删除

if k2 in ks:

ks.pop(k2)

#删除的那个节点不应该出现在网络节点的度数中,所以我们要移除

for v in ks.values():

if k2 in v:

v.remove(k2)

else:

s+=1

#每一次进行完上面的代码都要进行一次清空 ,为下次判断是否为None做好条件

ks1.clear()

print(s)

近年来,全球大数据进入加速发展时期,数据量呈现指数级爆发式增长,而这些大量数据中不同个体间交互产生的数据以图的形式表现,如何高效地处理这些图数据成为了业界及其关心的问题。很过用普通关系数据无法跑出来的结果,用图数据进行关联分析会显得异常高效。

提到处理图数据,我们首先想到NetworkX,这是网络计算上常用的Python包,可提供灵活的图构建、分析功能。但是我们使用NetworkX跑大规模图数据时,不仅经常碰到内存不足的问题,而且分析速度很慢,究其原因,是NetworkX只支持单机运行。通过网上搜索,新发现了一个名为GraphScope的系统不仅迹坦号称兼容NetworkX的API,而且支持分布式部署运行,性能更优。针对GraphScope和NetworkX的处理能力,我们参考图计算中常用的测试框架LDBC,通过一组实验来对比下二者的性能。

一、实验介绍

为了比较两者的计算效率,先用阿里云拉起了配置为8核CPU,32GB内存的四台ECS,设计了三组比较实验,分别是NetworkX单机下的计算性能,GraphScope单机多worker的计算性能以及GraphScope分布式多机多worer的计算性能。

数据上,我们选取了SNAP开源的图含运数据集twitter,来自 LDBC数据集的datagen-7_5-fb,datagen-7_7-zf和datagen-8_0-fb作为实验数据,以下是数据集的基本信息:

· Twitter: 81,307个顶点,1,768,135条边

· Datagen-7_5-fb: 633,432个顶点,34,185,747条边,稠密图

· Datagen-7_7-zf: 13,180,508个顶点,32,791,267条边,稀疏图

· Datagen-8_0-fb: 1,706,561个顶点,107,507,376条边,这个数据集主要测试两个系统可处理的图规模能力

实验设计上我选择常用的SSSP、BFS、PageRank、WCC算法,以及较高复杂度的All Pair shortest Path length算法,以载图时间,内存占用和计算时间这三个指标为依据,对两个系统进行计算性能的比较。

NetworkX是一个单机系统,在实验中只考虑NetworkX在单机环境下的运行时间;GraphScope支持分布式运行,故进行两个配置,一个是单机4worker,另外一个配置是4台机器,每台机器4个worker。

二、实验结果

首先,GraphScope的载图速度比NetworkX显著提升。

在前三个图数据集中,无论是GraphScope的单机多worker模式,还是GraphScope的分布式模式,载图速度都比NetworkX快:

GraphScope单机模式载图速度姿老桐平均比NetworkX快5倍,最高纪录——在datagen-7_5-fb上比NetworkX快了6倍。

分布式模式下GraphScope的载图时间比NetworkX平均快了27倍,最高纪录——在datagen-7_7-zf数据集上比NetworkX快了63倍。

在datagen-8_0-fb数据集上,NetworkX因内存溢出无法载图,GraphScope单机多worker和GraphScope分布式载图时间分别为142秒和13.6秒。

表一:载图时间对比

载图时间

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

11.2

3.1

1.8

datagen-7_5-fb

256

45.6

36.6

datagen-7_7-zf

316

71.3

50

datagen-8_0-fb

OOM

142

13.6

其次,GraphScope的内存使用效率比NetworkX显著提升。

在datagen-8_0-fb数据集上,NetworkX在32G的内存上无法载完图,而GraphScope仅需要24G的内存即可载入在datagen-8_0-fb数据集。

表二:内存占用对比

内存占用

NetworkX

GraphScope

datagen-7_5-fb

14G

6G

datagen-7_7-zf

28G

18G

datagen-8_0-fb

OOM

24G

再次,GraphScope的计算速度比NetworkX显著提升。

SSSP算法上,GraphScope单机多worker模式平均要比NetworkX快22倍,最快在datagen-7_7-zf数据集上快了32倍。GraphScope分布式模式下平均要比NetworkX快103倍,最快datagen-7_5-fb数据集上快了182倍。

表三: SSSP计算时间对比(单位:秒)

SSSP

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

2.45

1.32

0.28

datagen-7_5-fb

37.9

1.21

0.31

datagen-7_7-zf

5.84

0.18

0.03

datagen-8_0-fb

OOM

2.76

0.82

BFS算法上,GraphScope单机多worker模式平均要比NetworkX快13倍,最快datagen-7_5-fb数据集上快了22倍。GraphScope分布式模式下平均要比NetworkX快16倍,最快在datagen-7_5-fb数据集上快了28倍。

表四: BFS计算时间对比(单位:秒)

BFS

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

1.53

0.16

0.17

datagen-7_5-fb

44.68

2.52

1.56

datagen-7_7-zf

7.98

0.75

0.72

datagen-8_0-fb

OOM

11.02

5.73

PageRank算法上,GraphScope单机多worker模式平均要比NetworkX快62倍,最快twitter数据集上快了80倍。GraphScope分布式模式下平均要比NetworkX快65倍,最快在twitter数据集上快了71倍。

另外,PageRank计算过程中,NetworkX在datagen-7_7-zf上内存溢出,没有完成计算,GraphScope单机多worker模式和分布式模式计算时间分别为25秒和22秒;

表五:PageRank计算时间对比(单位:秒)

PageRank

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

24.01

0.37

0.33

datagen-7_5-fb

300

6.73

5.17

datagen-7_7-zf

OOM

19.31

7.79

datagen-8_0-fb

OOM

24.96

21.88

WCC算法上,GraphScope单机多worker模式平均要比NetworkX快44倍,最快在datagen-7_7-zf数据集上快了104倍。GraphScope分布式模式下平均要比NetworkX快76倍,最快datagen-7_5-fb数据集上快了194倍。

表六: WCC计算时间对比(单位:秒)

WCC

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

0.6392

0.0296

0.0233

datagen-7_5-fb

26.03

0.25

0.13

datagen-7_7-zf

83.19

14.57

12.98

datagen-8_0-fb

OOM

0.34

0.4991

在复杂度极高的All pair shortest path length算法上,NetworkX在twitter图上即内存溢出,无法计算。GraphScope在分布式模式下完成了twitter图的All pair shortest path length计算,耗时76分钟。

表七: All Pair Shortest Path Length(单位:秒)

APSP

NetworkX

GraphScope单机

GraphScope分布式

twitter

OOM

OOM

4575.87

三、总结

从实验结果可以看到,在同等条件下,无论在载图时间、内存占用和计算时间上,GraphScope都要大大优于NetworkX,性能优化可以达到几十倍甚至上百倍。

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