贝叶斯网络与R语言

贝叶斯网络与R语言

基本语句

1.1网络的创建

#加载扩展包和bnlearn包自带数据集marks

该数据集包含了我们研究的课程成绩记录：其中所包含的数据集包括了包括了88名学生在五门课程中的考试成绩记录：具体来说涉及的具体学科领域包括力学（mechanics）向量（vectors）代数（algebra）分析（analysis）以及统计学（statistics）。

library(bnlearn)

data(marks)

str(marks)

构建一个空网络，并使节点对应于marks变量。随后通过为边分配两个元素的矩阵来构建边结构。

①生成一个无向图：

ug<- empty.graph(names(marks))

arcs(ug,check.cycles = FALSE) = matrix(c("MECH", "VECT","MECH", "ALG", "VECT", "MECH","VECT", "ALG","ALG", "MECH","ALG", "VECT", "ALG", "ANL","ALG", "STAT","ANL", "ALG","ANL","STAT", "STAT", "ALG","STAT", "ANL"),ncol = 2, byrow = TRUE,dimnames = list(c(),c("from", "to")))

#输出网络

    plot(ug)

②生成一个有向图：

    dg <- empty.graph(names(marks))

Arcs(dg) creates a matrix with specified columns and rows, assigning values based on the provided parameters.

plot(dg)

1.2网络的修改

手动调整现有网络结构，通过加边（set.arc）、去边（drop.arc）、颠倒（rev.arc）这些功能模块来实现目标网络结构。

    dg2 <- empty.graph(nodes(dg))

    plot(dg2)

    dg2 <- set.arc(dg2, "VECT", "MECH")

    plot(dg2)

    dg2 <- set.arc(dg2, "ALG", "MECH")

    dg2 <- set.arc(dg2, "ALG", "VECT")

    dg2 <- set.arc(dg2, "ANL", "ALG")

    dg2 <- set.arc(dg2, "STAT", "ALG")

    dg2 <- set.arc(dg2, "STAT", "ANL")

    plot(dg2)

1.3网络的结构

我们全面希望了解网络的结构，可以使用存储在每个节点的信息。

节点的拓扑顺序

    > node.ordering(dg)

    [1] "STAT" "ANL"  "ALG"  "VECT" "MECH"

        （2）节点的邻居(nbr)和the Markov blanket of the node (mb)

    Markov blanke是指对一个节点A，它的所有父节点，子节点以及和A 有相同子节点的其它节点 。

nbr(dg, "STAT")

[1] "ALG""ANL"

mb(dg, "STAT")

[1] "ALG""ANL"

"ANL" %in%mb(dg, "STAT")

[1] TRUE

"STAT" %in%mb(dg, "ANL")

[1] TRUE

    （3）某个给定节点的子代（child）和父代(parents)和子代的其它父代（o.par）

children(dg, "STAT")

[1] "ALG" "ANL"

parents(dg, "STAT")

character(0)

parents(dg, "MECH")

[1] "VECT" "ALG"