JGraphT 中的“GetDiameter”函数是否占用大量内存？

Question

问题来了：最近我想用 JGraphT 从一个有 500 万 vertices.But 的图表中获取直径它显示 "out of memory java heap space" 即使我添加 -Xmx 500000m.How 我能解决这个问题吗？非常感谢！

这是我的部分代码：

public static void main(String[] args) throws URISyntaxException,ExportException,Exception {
    Graph<Integer, DefaultEdge> subGraph = createSubGraph();
    System.out.println(GetDiameter(subGraph));
}

private static Graph<Integer, DefaultEdge> createSubGraph() throws Exception
{

    Graph<Integer, DefaultEdge> g = new DefaultUndirectedGraph<>(DefaultEdge.class);

    int j;
    String edgepath = "sub_edge10000.txt";
    FileReader fr = new FileReader(edgepath);
    BufferedReader bufr = new BufferedReader(fr);
    String newline = null;
    while ((newline = bufr.readLine())!=null) {
        String[] parts = newline.split(":");
        g.addVertex(Integer.parseInt(parts[0]));
    }
    bufr.close();

    fr = new FileReader(edgepath);
    bufr = new BufferedReader(fr);
    while ((newline = bufr.readLine())!=null) {
        String[] parts = newline.split(":");
        int origin=Integer.parseInt(parts[0]);
        parts=parts[1].split(" ");
        for(j=0;j<parts.length;j++){
            int target=Integer.parseInt(parts[j]);
            g.addEdge(origin,target);
        }
    }
    bufr.close();

    return g;
}

private static double GetDiameter(Graph<Integer, DefaultEdge> subGraph)
{
    GraphMeasurer g=new GraphMeasurer(subGraph,new JohnsonShortestPaths(subGraph));
    return g.getDiameter();
}

Answer 1

如果 n 是图形的顶点数，则库会在内部创建一个 n × n 矩阵来存储所有最短路径。所以，是的，内存消耗很大。这是因为库内部使用全对最短路径算法，例如 Floyd-Warshall 或 Johnson 算法。

由于您没有足够的内存，您可以尝试使用单源最短路径算法来计算直径。这会更慢，但不需要那么多内存。下面的代码演示了这一点，假设一个无向图和非负权重，因此使用 Dijkstra 算法。

package org.myorg.diameterdemo;

import org.jgrapht.Graph;
import org.jgrapht.alg.interfaces.ShortestPathAlgorithm;
import org.jgrapht.alg.interfaces.ShortestPathAlgorithm.SingleSourcePaths;
import org.jgrapht.alg.shortestpath.DijkstraShortestPath;
import org.jgrapht.graph.DefaultWeightedEdge;
import org.jgrapht.graph.builder.GraphTypeBuilder;
import org.jgrapht.util.SupplierUtil;

public class App {

    public static void main(String[] args) {

        Graph<Integer, DefaultWeightedEdge> graph = GraphTypeBuilder
                .undirected()
                .weighted(true)
                .allowingMultipleEdges(true)
                .allowingSelfLoops(true)
                .vertexSupplier(SupplierUtil.createIntegerSupplier())
                .edgeSupplier(SupplierUtil.createDefaultWeightedEdgeSupplier())
                .buildGraph();

        Integer a = graph.addVertex();
        Integer b = graph.addVertex();
        Integer c = graph.addVertex();
        Integer d = graph.addVertex();
        Integer e = graph.addVertex();
        Integer f = graph.addVertex();

        graph.addEdge(a, c);
        graph.addEdge(d, c);
        graph.addEdge(c, b);
        graph.addEdge(c, e);
        graph.addEdge(b, e);
        graph.addEdge(b, f);
        graph.addEdge(e, f);

        double diameter = Double.NEGATIVE_INFINITY;
        for(Integer v: graph.vertexSet()) { 
            ShortestPathAlgorithm<Integer, DefaultWeightedEdge> alg = new DijkstraShortestPath<Integer, DefaultWeightedEdge>(graph);

            SingleSourcePaths<Integer, DefaultWeightedEdge> paths = alg.getPaths(v);
            for(Integer u: graph.vertexSet()) { 
                diameter = Math.max(diameter, paths.getWeight(u));  
            }
        }

        System.out.println("Graph diameter = " + diameter);
    }

}

如果你确实有负权重，那么你需要在上面的代码中使用 new BellmanFordShortestPath<>(graph) 将最短路径算法替换为 Bellman-Ford。

此外，还可以采用 Johnson 的技术，首先使用 Bellman-Ford 将边权重转换为非负数，然后开始执行对 Dijkstra 的调用。但是，这需要进行重要的更改。看一下 JGraphT 库中 class JohnsonShortestPaths 的源代码。

JGraphT 中的“GetDiameter”函数是否占用大量内存？

Do the function “GetDiameter” in JGraphT cost much internal memory?

jgrapht