特征向量中心性(Eigenvector Centrality)是一种用于衡量网络中节点重要性的指标。它不仅考虑节点的直接连接数量(即度中心性),还考虑这些连接节点本身的重要性。换句话说,一个节点与重要节点连接得越多,其自身的重要性也就越高。

计算方法:

设网络的邻接矩阵为A,节点i的特征向量中心性记为x_i。根据特征向量中心性的定义,有:

x_i = λ * Σ(a_ij * x_j)

其中,a_ij表示节点i与节点j之间的连接关系(连接则为1,否则为0),λ为比例常数。上述公式可以表示为矩阵形式:

A * x = λ * x

这实际上是一个特征值问题,即求解邻接矩阵A的特征值λ及对应的特征向量x。通常情况下,选择最大的特征值对应的特征向量,其各元素即为对应节点的特征向量中心性。

示例:

考虑一个包含5个节点的网络,其邻接矩阵A为:

A = | 0 1 1 1 0 | | 1 0 1 0 0 | | 1 1 0 1 0 | | 1 0 1 0 1 | | 0 0 0 1 0 |

首先,计算每个节点的度中心性:

  • 节点1:3
  • 节点2:2
  • 节点3:3
  • 节点4:3
  • 节点5:1

接下来,计算邻接矩阵A与度中心性向量的乘积:

A * x = | 0 1 1 1 0 | | 3 | | 8 | | 1 0 1 0 0 | * | 2 | = | 6 | | 1 1 0 1 0 | | 3 | | 8 | | 1 0 1 0 1 | | 3 | | 7 | | 0 0 0 1 0 | | 1 | | 3 |

得到的新向量[8, 6, 8, 7, 3]。对该向量进行归一化处理后,即可得到每个节点的特征向量中心性。

应用:

特征向量中心性在社交网络分析中具有重要应用。例如,在社交媒体平台上,用户的重要性不仅取决于其关注者数量,还取决于这些关注者本身的重要性。通过计算特征向量中心性,可以识别出在网络中具有较大影响力的关键节点。