[发明专利]一种基于四维索引的大规模图的可达查询方法和系统

权利要求书

1.一种基于四维索引的大规模图的可达查询方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)通过递归遍历从目标图中划分出互不相交的不共享子图和连接这些不共享子图的跨子图边；结点的不共享子图的编号为其所处不共享子图所含根结点的编号，其层次索引按递归次数增加；

(2)由不共享子图中所有结点的拓扑排序值求取该结点的间隔域，所述间隔域包括初始间隔域和目标间隔域；

(3)记录所有不共享子图中由于非树边的存在导致的不能使用间隔域判断结点对可达性的异常情况；记录所有不共享子图中由于跨子图边的存在导致的不能直接判断结点对可达性的异常情况；

(4)计算每个结点的向上等级索引和向下等级索引

(5)通过结点对的层次索引、所在不共享子图编号、间隔域和等级索引的对比关系确定结点对的可达性。

2.根据权利要求1所述的一种基于四维索引的大规模图的可达查询方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下子步骤：

(11)找出目标图G＝(V,E)中所有单根子图M(r)＝(V_M(r),E_M(r))，单根子图即目标图中一个根结点能到达的所有结点和该根结点的集合，其中，V表示目标图的结点；E表示目标图的边；r表示该单根子图的根结点；V_M(r)表示单根子图的结点；E_M(r)表示单根子图的边；

(12)在目标图中找出所有位于两个或两个以上单根子图中的结点V_U，由所有结点V_U和结点间相连的边E_U构成共享子图U＝(V_U,E_U)；

(13)构建不共享子图为N(r)＝(V_N(r),E_N(r))，其中，E_N(r)＝{(u,v)|u∈V_N(r),v∈V_N(r),(u,v)∈E}；并将该不共享子图中所有结点的层次索引赋值为1，不共享子图编号赋值为不共享子图的根结点ID；

(14)将共享子图U＝(V_U,E_U)设为新的目标图G＝(V,E)，重复步骤(11)～(13)，每次重复遍历得到的不共享子图的层次索引都累加1，直到找不到共享子图，最后得到一组有序的不共享子图N₀,N₁,…,N_x和连接不共享子图的跨子图边k₀,k₁,…,k_y，其中，x为不共享子图的个数；y为跨子图边个数。

3.根据权利要求1所述的一种基于四维索引的大规模图的可达查询方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下子步骤：

(21)依次求出每个不共享子图中结点的拓扑排序值，将拓扑排序值赋值给该结点的初始间隔域s_u，其中，u为结点；同时在拓扑排序的过程中，若边(u,v)是该不共享子图的边且边(u,v)未被访问，则称该边为非树边，v为u的非树边出点，u为v的非树边入点；

(22)若不共享子图中结点u为不共享子图的叶子结点，则其目标间隔域e_u等于其初始间隔域s_u；否则e_u等于其后续邻接点的e和s_u中的最大值；若结点u有后继邻接点v为结点u的非树边出点，则在计算e_u时不考虑v的目标间隔域e_v。