将二进制矩阵转换为组答案

【问题标题】：Converting a binary matrix into groups将二进制矩阵转换为组
【发布时间】：2015-06-01 03:01:30
【问题描述】：

这是一个看似简单的问题，但我想不出答案。这是最简单的情况：

考虑以下矩阵：

friendMatrix  <- matrix(c(1,1,0,0,0,     
                          1,1,1,0,0,
                          0,1,1,0,0,
                          0,0,0,1,1,
                          0,0,0,1,1),nrow=5)

看起来像这样

     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5]
[1,]    1    1    0    0    0 
[2,]    1    1    1    0    0
[3,]    0    1    1    0    0
[4,]    0    0    0    1    1
[5,]    0    0    0    1    1

我想做的是使用这个矩阵来识别朋友组，其中 1 表示友谊。组是基于组内的任何连接形成的，而不仅仅是一级连接（即 1 是 2 的朋友，2 是 3 的朋友但不是 1，但它们都在同一个组中）。如果一行只与它自己相关联，那么它就是它自己的组。我想在这些组中创建一个指示成员资格的data.frame（使用行号作为ID）（一个数字可以作为ID，我只是使用字母以避免混淆）。对于此示例，应如下所示：

row  group
 1    A
 2    A
 3    A
 4    B
 5    B

我考虑过一些聚类算法，但这似乎有点过头了，因为这些组定义明确且显而易见。

【问题讨论】：

标签： r

【解决方案1】：

以下内容将使您能够可视化关系网络，仍在研究如何提取组。

require(networkD3)
require(reshape2)

melted <- melt(friendMatrix)
relationships <- subset(melted, value == 1)
relationships
#    Var1 Var2 value
# 1     1    1     1
# 2     2    1     1
# 6     1    2     1
# 7     2    2     1
# 8     3    2     1
# 12    2    3     1
# 13    3    3     1
# 19    4    4     1
# 20    5    4     1
# 24    4    5     1
# 25    5    5     1

simpleNetwork(relationships)

【讨论】：

【解决方案2】：

改编几年前的my answer to a similar question，您可以使用 RBGL 包来识别您所追求的“连接组件”：

library(RBGL)
m <- which(friendMatrix==1, arr.ind=TRUE)
g <- ftM2graphNEL(m)
cc <- connectedComp(g)
names(cc) <- LETTERS[seq_along(cc)]
ld <- lapply(seq_along(cc), 
             function(i) data.frame(row = cc[[i]], group = names(cc)[i]))
do.call(rbind, ld)
#   row group
# 1   1     A
# 2   2     A
# 3   3     A
# 4   4     B
# 5   5     B

对于基于 igraph 的替代解决方案，see here。

【讨论】：

【解决方案3】：

这是另一个选择：

library(igraph)
g <- graph.adjacency(friendMatrix, "undirected")
(group <- clusters(g)$membership)
# [1] 1 1 1 2 2
V(g)$color <- group + 1
plot(g)

【讨论】：

【解决方案4】：

使用igraph 创建图并通过对结果图的连接组件进行分组来创建集群：

library(igraph)
g1 <- graph.adjacency( friendMatrix )
cl <- clusters(g1)$mem
## Display the clusters in a data.frame as OP excpeted
data.frame(row=seq_along(cl),group=LETTERS[cl])

   row group
1   1     A
2   2     A
3   3     A
4   4     B
5   5     B

【讨论】：

回答了我的问题，还向我介绍了一个非常有用的包
这个解决方案有 Python 版本吗？