[发明专利]一种改进传统处理方式的子图匹配方法

权利要求书

1.一种改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：输入图数据：选择并确定的数据图与查询图，在格式上对于图数据进行的预处理，读取正确的数据，并将数据存储；

S2：处理查询图：选定根节点，采用DFS的方式构造有向无环图，记录其中的非数边关系；

S3：构建新索引结构：根据处理之后的查询图建立合理的索引结构，而且进行两重的优化；

S4：构造权重树，确定局部匹配顺序；

S5：枚举结果，利用失败结构来进行剪枝，得到子图匹配结果。

2.根据权利要求1所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述S1中输入图数据包括节点数，边数，输入节点ID和标签值，输入边数据包括起始点与终结点，以及节点的度数与邻居节点的数据。

3.根据权利要求1所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述S2中有向无环图的生成规则包括：

S21：挑选根节点，根据每个查询节点初步确定候选节点数目，通过公式(1)将其与节点度数求得比值，选取最小的节点作为根节点。

S22：按照DFS顺序从根节点开始，按照上述公式从比值较小往比值较大的节点添加方向。

4.根据权利要求1所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述S4中确定局部匹配顺序具体包括以下步骤：

S41：给定的一个带根的有向无环图，从根节点开始，根据边的方向形成自根向叶子的顺序；

S42：自适应匹配顺序：对于不同的可扩展节点的选择方式包括：根据候选节点集合大小进行选择和根据路径大小进行选择；

依托辅助数据结构CI来建立权重数组，来判断一个节点是否是拥有更少候选节点的可扩展节点，在每次挑选下一个可扩展的点时，并不按照预定义的匹配顺序来进行扩展，而是动态的寻找下一个权重值较小的点，自适应的选择下一个扩展节点。

5.一种包括如权利要求1-5任一项所述的改进传统处理方式的子图匹配方法的改进传统处理方式的子图匹配系统，其特征在于，包括：数据处理模块、查询图处理模块、构造辅助数据结构模块、确定匹配顺序模块和枚举过程剪枝模块。

6.根据权利要求5所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述数据处理模块用于对输入的图形数据在格式上进行预处理，读取正确的数据，并将数据存储。

7.根据权利要求5所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述构造辅助数据结构模块用于将候选节点集合存储在一个辅助数据结构CI里；

其中，由于在构造CI结构时使用了查询图的所有边，所以CI结构是一个完整的搜索空间，即找到查询图在数据图G中的所有嵌入等价于找到查询图在CI结构中的所有嵌入。

8.根据权利要求7所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，当建立了初始化的CI结构之后，采用两步法来优化辅助数据结构，具体包括：通过考虑查询顶点的局部特征，进一步过滤候选项以及使用带根的有向无环图和它的反向图来完善CS，采用自底向上的方法，且要求下一个要检测的节点要与上一个节点必须有对应的边相连接。

9.根据权利要求1所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述枚举过程剪枝模块通过使用失败结构的概念来删除搜索空间的某些部分。

10.根据权利要求9所述的改进传统处理方式的子图匹配方法，其特征在于，所述失败结构为一组会导致匹配失败的所有节点的集合，在搜索过程中，当该节点属于FailingStructure，那么它会导致冲突的必然发生，当该节点不属于Failing Structure，那么他的同胞节点可以被剪枝掉。