在networkx/igraph中指定边长（Python）

Question

我想用手头的数据来可视化一个网络，并希望能按照特定的边长来绘制它们。我使用的是Python，尝试过networkx和igraph来绘图，但它们似乎都只设置了固定的边长。

a.) 我在代码上是不是做错了，还是这些库本身就不支持呢？怎样才能在networkx或igraph中正确实现指定的边长？

b.) 如果networkx和igraph做不到，那你能推荐其他什么库吗？（最好是能处理超过八万节点的。）

谢谢！

Answer 1

据我所知，networkx和igraph这两个库没有可以根据给定的边长来推测节点位置的布局函数。不过，有一个叫做netgraph的Python库，它可以帮助我们更好地可视化网络，并且实现了我们想要的功能，可以根据几何布局来确定节点的位置。在下面的例子中，我使用边列表来表示网络，但netgraph也可以接受networkx、igraph和graph-tool的图对象。

#!/usr/bin/env python

import matplotlib.pyplot as plt

from netgraph import Graph # pip install netgraph OR conda install -c conda-forge netgraph

# right triangle
edge_length = {
    (0, 1) : 0.3,
    (1, 2) : 0.4,
    (2, 0) : 0.5,
}
edges = list(edge_length.keys())

fig, ax = plt.subplots()
Graph(edges, edge_labels=edge_length, node_layout='geometric',
      node_layout_kwargs=dict(edge_length=edge_length), ax=ax)
ax.set_aspect('equal')
plt.show()

如果你只想要节点的位置，但不想用netgraph来绘图，你可以使用get_geometric_layout这个函数来计算节点的位置：

from netgraph import get_geometric_layout

pos = get_geometric_layout(edges, edge_length)

不过，netgraph使用一种非线性优化的方法来根据边长推测节点的位置。这种计算的复杂度是节点数量的平方。对于那些可以合理表示为链接图的网络（也就是几百个节点以内），计算时间比较短（少于2秒），但我从来没有尝试过在8万个节点上运行这个过程，我怀疑那样会花费几天的时间才能完成。

Answer 2

这个应该可以工作：

import networkx as NX
import pygraphviz as PG

G = PG.AGraph()
nlist = "A B C D E".split()
a, b = "A A B", "B C D"
elist = zip(a.split(), b.split())

G.add_nodes_from(nlist)
G.add_edges_from(elist)
G.node_attr.update(color="red", style="filled")
G.edge_attr.update(color="blue", len="2.0", width="2.0")

print(G.edge_attr)
# returns {'color': 'red', 'width': '', 'len': '2.0'}

# add new edge with custom length (all others have length=2.0):
G.add_edge("C", "E", len="3.0", color="blue", width="2.0")

edge = G.get_edge("C", "E")
print(edge_attr)
# returns {'color': 'blue', 'width': '2.0', 'len': '3.0'}

# and you can confirm that introspection by drawing & printing this graph:
G.draw('somefolderandfilename.png', format='png', prog='neato')

大多数图形绘制算法都使用某种版本的SMACOF，这个算法会调整边的长度；不过，graphviz的布局引擎'neato'（在上面'draw'的第二个参数中提供）应该尽量保持用户设置的边长不变。

我在这里使用的库绝对足够强大，可以处理80,000个节点。