MATLAB算法实战应用案例精讲-【人工智能】图神经网络（附MATLAB和Python代码）
创始人
2024-05-31 10:41:35
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前言
图神经网络（Graph Neural Network，GNN）是一类针对图结构数据进行学习和推理的机器学习模型。与传统的深度学习模型关注的是矩阵和向量结构的数据不同，图神经网络的输入是图结构，输出是对图结构的某些属性的预测或推理。它的目标是对图中节点和边进行特征表示学习，并在此基础上进行分类、聚类、回归等任务。
图神经网络通常由一些基本的层组成，这些层利用局部结构信息逐层递进，最终得到全局的图表示。GNN通过对图的邻居节点信息的聚合和信息传递来对节点的表示进行更新和迭代，从而达到对图结构数据的学习和推理的目的。它的基本思路是将图中节点的特征向量作为输入，通过一系列的层，逐步得到节点的高层抽象表示，从而为节点分类、图分类等问题提供支持。
几个高频面试题目
图优化和图神经网络之间的关系
图优化是指利用图论方法对复杂问题进行优化的过程。图论是研究图及其性质的数学分支，将实际问题抽象成为图，通过图的分析和算法的设计来求解问题的最优解或次优解。在图优化中，我们通常需要定义一些目标函数，如最大化利润、最小化成本、最大化流量等，然后通过图算法来优化这些目标函数。常见的图优化问题包括最短路径问题、最小生成树问题、最大流问题、最小割问题等。图优化在社交网络分析、物流管理、交通规划、电力系统调度、通信网络设计等领域得到了广泛应用。
图神经网络可以用于图优化的各个方面，包括节点分类、边预测、子图匹配、图生成等。图神经网络可以自动地从数据中学习图的结构和特征，然后通过优化算法来求解最优解。例如，在最短路径问题中，图神经网络可以将节点和边作为输入，学习节点之间的关系和边权重，并输出最短路径。在最大流问题中，图神经网络可以学习节点和边的流量ÿ
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