11、复杂网络的解构与分析：产品网络与网络结构挖掘

复杂网络的解构与分析：产品网络与网络结构挖掘

1. 产品网络概述

产品网络是零售商品的网络，其中网络节点代表个人购买且同时出现在购物篮或购物车中的商品。若顾客经常或总是一起购买两种商品，就可以将这两个产品节点连接起来，这样的商品被称为互补品。例如，左右鞋（若分开销售）、螺母和螺栓、钉子和锤子，以及从波士顿到西雅图和从西雅图到波士顿的单程机票等。

产品网络可以是加权的，边的权重可以定义为共同购买的频率。之后，如果需要，可以对加权网络进行切片，去除低权重的边。此外，产品网络有时允许存在负权重的边。如果一对产品中的一个在某种意义上可以合理替代另一个，我们称它们为替代品。例如，住在阿拉斯加的人买了哈士奇来拉雪橇，就不太可能同时为了相同目的购买驯鹿（但仍可以把驯鹿当宠物），哈士奇和驯鹿就是替代品，可以用负权重的边连接相应节点来表示这种替代关系。

2. 探索食品配料网络

可以从自己的食品柜中寻找产品网络。当购买预制食品（如罐装烤豆）时，实际上购买了多种配料的组合，这些配料可以看作是单独的产品，它们同时出现在同一罐中，因此是成为产品网络节点的理想选择。通过构建产品网络，可以了解哪些配料组合最常见、配料如何分组以及哪些配料是食品的核心成分。

可以从美国农业部（USDA）的网站收集配料网络的数据。一开始，建议爬取几千页数据，例如 925 种产品和 356 种不同的配料。当两种配料同时出现在超过五种食品中时，就将它们的节点连接起来（选择五这个阈值是为了使网络保持连接但不过于复杂）。

以下是一些常见的配料节点：
| 配料名称 |
| — |
| 乙酰磺胺酸钾 |
| 切达干酪 |
| 果胶