2、graph_from系列,将其他R数据结构转换成图
2-1 邻接矩阵转图:graph_from_adjacency_matrix
可以接受Matrix包创建的稀疏矩阵作为参数
邻接矩阵中行的顺序被保留,并作为图中顶点的顺序。
本函数几个重要的参数:
- weighted:如果值是NULL,图是无权图,矩阵中的数字定义的是对应顶点间边的数量。
> par(mfrow=c(1,2))
> adjm <- matrix(sample(0:3, 16, replace = TRUE,
+ prob = c(0.6, 0.1,0.2,0.1)), ncol = 4)
> g1 <- graph_from_adjacency_matrix(adjm)
> plot(g1)
> title('weighted = FALSE')
> g2 <- graph_from_adjacency_matrix(adjm,weighted = TRUE)
> plot(g2)
> title('weighted = TRUE')
-
mode:
-
“directed”:创建有向图,矩阵中元素的值对应图中顶点间边的数量(weighted argument is NUL)或边的权重(Lweighted argument is not NULL);
-
“undirected”:同"max";
-
“max”:创建无向图,且
max(A(i,j), A(j,i))
对应图中顶点间边的数量(weighted argument is NUL)或边的权重(Lweighted argument is not NULL); -
“upper”:根据矩阵的上三角部分(含对角线)创建无向图,矩阵中元素值对应图中顶点间边的数量(weighted argument is NUL)或边的权重(Lweighted argument is not NULL);
-
“lower”:根据矩阵的下三角部分(含对角线)创建无向图;
-
“min”:创建无向图,且
min(A(i,j), A(j,i))
对应图中顶点间边的数量(weighted argument is NUL)或边的权重(Lweighted argument is not NULL); -
“plus”:创建无向图,且
(A(i,j)+A(j,i))
的结果设置图中顶点间边的数量(weighted argument is NUL)或边的权重(Lweighted argument is not NULL);
-
2-2 邻接列表转图:graph_from_adj_list
如果您打算对图形进行许多(小)修改,则邻接列表非常方便。在这种情况下,邻接列表比igraph图更有效。其做法是通过as_adj_list()将图转换为邻接列表,对图进行修改,最后通过调用graph_from_adj_list[)]再次创建一个igraph图
注意,对图调用as_adj_list()
时,只保留图的结构及顶点的name属性,其他的顶点属性及所有的边属性会被丢弃,所以,对结果调用graph_from_adj_list
,会发现无法完全还原,但两个图是同构的,仅此而已。
> par(mfrow=c(1,2))
> g <- make_ring(10,directed = TRUE) %>%
+ set_vertex_attr('label',value = letters[1:10]) %>%
+ set_edge_attr('color',value = rep('red',gorder(g)))
> plot(g)
> title('原图')
> (j <- as_adj_list(g,mode = 'out'))
> g2 <- graph_from_adj_list(j)
> graph.isomorphic(g,g2)
[1] TRUE
> plot(g2)
> title('重新导入的图')
如何通过修改邻接列表了修改图,原帮助文档里没有示例,我实验一下,首先要避免一个坑。
虽然邻接列表是一种列表,但里面的元素属于igraph的顶点对象类型。所以,想要手动修改的邻接列表能还原为图,必须确保其中元素的类型是顶点。确保元素类型是顶点的办法可以用V(g)
函数或vertex()
函数。
> g <- make_ring(10,directed = TRUE)
> j <- as_adj_list(g)
> class(j)
[1] "list"
> class(j[[1]])
[1] "igraph.vs"
手动修改邻接列表主要分两种情况:
- 不修改顶点,只修改边,这是最简单的情形,只需提供正确的顶点序列即可
注意,下面示例中,vertices(c(5,1,10))[[1]]
的用法,并且j[[3]]
用的是双方括号。
> par(mfrow=c(1,2))
> g <- make_ring(10,directed = TRUE) %>%
+ set_vertex_attr('color',value = rep('red',gorder(g)))
> plot(g)
> title('原图')
> (j <- as_adj_list(g,mode = 'out'))
> j[[3]]
+ 1/10 vertex, from 68d93f6:
[1] 4
# 修改顶点3的邻居,注意我先写了个错误的语法
> j[[3]] <- vertices(c(5,1,10))
> g2 <- graph_from_adj_list(j)
Error in FUN(X[[i]], ...) :
'list' object cannot be coerced to type 'double'
# 正确的语法
> j[[3]] <- vertices(c(5,1,10))[[1]]
> g2 <- graph_from_adj_list(j)
> plot(g2)
> title('重新导入的图')
- 若要向原图增加新的顶点,可以用多种办法,如果想只要邻接列表实现,稍微有点繁琐(同样需要通过
vertices()
函数),但完全可以实现。
> j[[3]] <- vertices(c(5,1,10))[[1]]
> g2 <- graph_from_adj_list(j)
> plot(g2)
> title('重新导入的图')
> j[[12]] <- vertices(sample(1:10,3))[[1]]
> g2 <- graph_from_adj_list(j)
> plot(g)
> title('原图')
> plot(g2)
> title('重新导入的图')
附:邻接列表的数据格式:
> j
[[1]]
+ 1/10 vertex, from 68d93f6:
[1] 2
[[2]]
+ 1/10 vertex, from 68d93f6:
[1] 3
[[3]]
[1] 5 1 10
2-3 边列表转图:graph_from_edgelist
这是将电子表格数据转换为图的主要函数,
先看一下边列表的数据格式:
# 无名图
[,1] [,2]
[1,] 1 2
[2,] 2 3
[3,] 3 4
[4,] 4 5
[5,] 5 6
# 命名图
[,1] [,2]
[1,] "a" "b"
[2,] "b" "c"
[3,] "c" "d"
[4,] "d" "e"
因为边列表就是普通的矩阵,里面的元素或者是正整数,或者是字符,不像邻接列表那样必须是顶点类型,所以,可以向操作普通矩阵那样修改。
比如增加新的顶点,以及这些顶点间的边:
j <- rbind(j,matrix(c('mm','mt','nn','ns'),ncol = 2))
graph_from_edgelist(j) %>% plot()
如需删除顶点,直接用矩阵语法操作
> plot(g)
> title('原图')
> graph_from_edgelist(j[-(7:9),]) %>% plot()
> title('重新导入的图')
官方帮助文档中还有几个graph_from函数,但我平时用不上,所以直接省略。