《网络数据的统计分析：R语言实践》网络分析利器-经管之家官网！

Eric D. Kolaczyk Gábor Csárdi 著 李杨译

版次印次2016年6月第1版 定 价 54.00元

借统计利器探索网络世界

第1 章 引言

1.1 为什么研究网络？......................................................................... 1

1.2 网络分析的类型............................................................................ 2

1.2.1 网络可视化与特征化............................................................ 3

1.2.2 网络建模与推断.................................................................... 5

1.2.3 网络过程............................................................................... 6

1.3 为什么使用R 进行网络分析？ ..................................................... 7

1.4 关于本书....................................................................................... 8

1.5 关于本书的R 语言代码................................................................ 9

第2 章操作网络数据................................................................................ 11

第3 章网络数据可视化............................................................................. 30

第4 章网络图特征的描述性分析............................................................... 45

第5 章网络图的数学模型......................................................................... 74

第6 章网络图的统计模型......................................................................... 92

第7 章网络拓扑结构推断......................................................................... 120

第8 章网络图上的过程建模与预测............................................................ 147

第9 章网络流数据分析............................................................................. 176

第10 章动态网络..................................................................................... 196

参考文献..................................................................................................... 217

索引............................................................................................................ 229

彩图节选..................................................................................................... 235

译者序

我们正身处一个网络时代。全球的生产贸易网络深刻改变了我们的物质生活，互联网的普及则让我们身处信息洪流之中。当网络成为我们生活的一部分，我们也成为了网络的一部分。面对相互关联的海量网络数据，置身其中的我们如何认识这个世界？

在这样的背景下，网络科学近年来迅速崛起，横跨数学、物理学、生物学、计算机、社会学、传播学等领域，成了定量研究中的“显学”。通过将复杂系统抽象为节点、边以及它们的属性，网络科学为解析系统特征、建立系统模型和研究系统的动态过程提供了一套简洁优美的方法。研究者掌握了网络科学的思考方式和分析工具之后，通常可以站在一个更为全局的视角审视问题，让多个交叉学科的研究进展为我所用。尽管市场上已经有不少优秀的网络科学著作，我们相信本书仍会给读者带来惊喜。由于网络科学研究者的学科背景不同，多数网络科学著作往往带有强烈的学科视角特色，例如统计物理背景的著作强调网络整体性质的形成机制，社会学背景的著作强调结构指标和社会学理论框架，而计算机背景的著作则强调数据存储、算法实现等。本书及其前身Statistical Analysis of Network Data 从统计学的视角切入，归纳不同学科网络研究中的通用任务，并采用严格的统计学术语进行了表述，这在同类书籍中尚属少见。本书的6至10 章尤其精彩，其中介绍的网络统计模型很多是近五年的研究进展，对网络研究有兴趣的研究生和科研人员可以借此快速了解研究前沿。我们建议读者深入阅读书中的参考文献，以掌握使用统计工具分析网络数据的思路，并理解数据分析方法所隐含的理论假设。

另一方面，本书在讲述统计网络分析时使用了R 语言，主要以igraph和statnet 系列扩展包作为主力分析工具。原书的第二作者正是igraph 扩展包的创建者。相比其他网络分析平台，R 语言自身提供了强大的统计分析功能，所涉及的网络分析扩展包抽象程度更高、封装功能更多，有效节约了研究者构造网络数据结构和算法的时间，使得研究者可以集中精力考虑核心的研究问题。全书采用案例方式讲解统计理论，并提供了相应的分析代码，读者可以仿照书中内容快速上手开始自己的研究。

本书在翻译时力求准确、生动，但由于译者水平和经验有限，翻译不当之处在所难免。为了更好地为各位读者服务，本书在GitHub 建立了对应的翻译页面https://github.com/ complexly/ sand-translation。若您在阅读过程中发现了任何问题，欢迎在GitHub 提交issue 进行交流，或者发送邮件至book@complexly.me，我们将及时把书籍的勘误信息更新在翻译页面上。

李杨

2016 年5 月于清华园

前言

网络和网络分析无疑是近年来定量科学进展最大的领域之一。虽然作为领域起源的社会网络分析可以追溯至20 世纪30 年代，图论研究可以上溯几个世纪，但“网络科学”领域的迅速崛起与普及只是近10 到15 年的事情。通过我们熟悉的互联网、社交网络、病毒营销等途径，网络已经渗透到日常生活的方方面面，而不仅仅是一个研究领域或者一种研究方法了。

数据的度量与分析是网络研究的重要组成部分。因此，在实际应用、研究方法以及理论发展方面，网络分析都很需要或简或繁的各类统计方法。与其他统计学分支一样，网络分析同时包括描述性和推断性的统计方法。使用这些方法可以完成与网络有关的各种任务，包括基本的网络结构可视化与特征化，对网络拓扑的采样、建模与推断，以及对网络上的静态和动态过程进行建模和预测。

本书的写作目的是为网络数据的统计分析提供一种使用R 语言的、简单易得的入门课程。因此，本书既不是涉及的各种R 扩展包的使用手册，也不打算介绍所涉及主题的详尽概念和技术基础。相反，我们希望在这两者之间寻找一个平衡，并且在最佳阅读体验的基础上，采用（希望是！）最简洁的程度来组织文字。相应地，我们预计本书会被以下人群使用：（1）希望开展网络数据统计分析的统计学者，无论是作为研究方向还是与他人合作，且希望继续使用R 作为分析工具；（2）来自类似定量领域（如计算机科学、统计物理、经济学等）的复杂网络研究者，无论对统计是否熟悉，希望较快掌握R语言中的网络数据统计分析方法；（3）应用领域的实践者，希望涉足与某些特定应用相关的网络分析方法。

总的来说，本书是为定量领域、有网络数据统计分析需求的研究生和科研人员撰写的，但熟悉R 语言的高年级本科生也可以轻松地学习本书的大部分内容。我们预计当前对本书感兴趣的人群不仅包括统计学的读者，还有来自计算生物学、计算机科学与机器学习、经济学、神经科学、计量金融学、信号处理、统计物理以及定量社会科学的研究人员。

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