IGraph使用实例——图属性设置2之GML或GraphML输出

news2024/11/24 12:27:23

1 概述

1.1GML

Graph Modeling Language (GML) 是一种用于描述图形结构的文本格式，它提供了为节点和边分配属性的灵活性。以下是关于GML的详细解释：
1）定义与用途：
GML是一种通用的图形表示语言，常用于表示网络、图像、地图等复杂结构的数据。
它允许用户为图中的顶点（节点）和边定义属性，这使得GML成为一种非常灵活的数据格式。
2）基本结构：
GML文件通常包含一个graph元素作为根元素。
graph元素内部可以包含node和edge元素，分别表示图中的节点和边。
每个node元素可以包含多个属性，如id（节点ID）、label（节点标签）等。
每个edge元素也可以包含多个属性，如source（起始节点ID）、target（目标节点ID）、label（边标签）等。
3）特性：
灵活性：GML允许用户为节点和边定义任意数量的属性，这使得它非常适合用于表示复杂的网络数据集。
简单性：GML是一种基于文本的格式，因此它非常易于阅读和编辑。
可扩展性：由于GML是基于XML的，因此它可以轻松地与现有的XML工具和技术进行集成。
4）应用：
GML在地理信息系统（GIS）中常被用作表示地理空间信息的格式。
在社交网络分析、生物信息学等领域，GML也被广泛用于表示和分析复杂网络数据。

1.2 GraphML

GraphML是一种用于表示图形结构的XML格式，它特别适用于描述节点（或顶点）和边（或链接）之间的关系，以及这些元素上的属性。以下是关于GraphML的详细解释：
1）定义与用途：
GraphML是图形建模语言（Graph Modeling Language）的缩写，它是一种通用的图形交换格式，设计用于描述复杂的图形结构。
它允许用户定义图形中的节点、边以及它们的属性，使得图形数据可以以一种标准且易于理解的方式进行存储和交换。
2）基本结构：
GraphML文件通常包含一个或多个graph元素，每个graph元素代表一个图形。
在graph元素内部，可以包含node和edge元素，分别代表图形中的节点和边。
node和edge元素可以包含多个属性，用于描述节点和边的特性，如id（唯一标识符）、label（标签）等。
3）特性：
灵活性：GraphML允许用户为节点和边定义任意数量的属性，并且支持自定义的数据类型。这使得GraphML成为一种非常灵活且可扩展的图形交换格式。
可读性：由于GraphML是基于XML的，因此它具有良好的可读性和可编辑性。用户可以使用文本编辑器直接查看和修改GraphML文件。
支持多种图形类型：GraphML支持有向图、无向图、混合图等多种图形类型，并且支持超图、层次图等复杂图形结构。
丰富的扩展机制：GraphML提供了丰富的扩展机制，允许用户添加自定义的元素和属性，以满足特定的应用需求。
4）应用：
GraphML广泛应用于图形分析、社交网络分析、生物信息学等领域。在这些领域中，图形数据通常以节点和边的形式表示，GraphML提供了一种方便的方式来存储、交换和分析这些数据。
支持GraphML格式的软件有很多，如yEd、Tulip、Gephi等，这些软件可以帮助用户创建、编辑和可视化GraphML文件。

虽然GML（Graph Modelling Language）和GraphML都是用于描述图形结构的语言，但它们在语法和用途上有所不同。GML更侧重于图形的建模和表示，而GraphML则更侧重于图形的交换和存储。GraphML在可读性和可扩展性方面优于GML，因为它基于XML标准，具有更好的语法结构和扩展机制。

2 运行环境

操作系统：win10 64位

编程语言：C/C++

编译平台：vs2019 x64 debug | release

igraph版本： 0.10.12

3 示例代码

这段代码的主要作用是使用 igraph 库来创建一个图（具体为“Petersen”图），为该图及其顶点和边设置一些属性，然后将这些图以GML和GraphML格式写入标准输出。

#include <igraph.h> // 引入igraph库，这是一个广泛使用的网络分析库  
  
int main(void) {  
  
    igraph_t g; // 定义一个igraph_t类型的变量g，用于存储图  
    igraph_vector_t y; // 定义一个igraph_vector_t类型的变量y，用于存储顶点或边的ID  
    igraph_warning_handler_t* oldwarnhandler; // 定义一个指向igraph_warning_handler_t的指针，用于保存原始的警告处理函数  
  
    /* 开启属性处理。 */  
    igraph_set_attribute_table(&igraph_cattribute_table); // 设置igraph使用C语言的属性表  
  
    /* 创建一个图，添加一些属性，并将其保存为GraphML文件。 */  
  
    // 创建"Petersen"图  
    igraph_famous(&g, "Petersen");   
  
    // 为图设置属性  
    SETGAS(&g, "name", "Petersen's graph"); // 设置图的"name"属性为"Petersen's graph"  
    SETGAN(&g, "vertices", igraph_vcount(&g)); // 设置图的"vertices"属性为图的顶点数  
    SETGAN(&g, "edges", igraph_ecount(&g)); // 设置图的"edges"属性为图的边数  
    SETGAB(&g, "famous", true); // 设置图的"famous"属性为true  
  
    // 为图的每个顶点创建一个ID属性，ID从1到顶点数  
    igraph_vector_init_range(&y, 1, igraph_vcount(&g) + 1);   
    SETVANV(&g, "id", &y); // 为图的每个顶点设置"id"属性，使用y中的值  
    igraph_vector_destroy(&y); // 销毁y向量，释放内存  
  
    // 为特定的顶点设置属性  
    SETVAS(&g, "name", 0, "foo"); // 设置第一个顶点的"name"属性为"foo"  
    SETVAS(&g, "name", 1, "foobar"); // 设置第二个顶点的"name"属性为"foobar"  
  
    SETVAB(&g, "is_first", 0, true); // 设置第一个顶点的"is_first"属性为true  
  
    // 为图的每条边创建一个ID属性，ID从1到边数  
    igraph_vector_init_range(&y, 1, igraph_ecount(&g) + 1);   
    SETEANV(&g, "id", &y); // 为图的每条边设置"id"属性，使用y中的值  
    igraph_vector_destroy(&y); // 销毁y向量，释放内存  
  
    // 为特定的边设置属性  
    SETEAS(&g, "name", 0, "FOO"); // 设置第一条边的"name"属性为"FOO"  
    SETEAS(&g, "name", 1, "FOOBAR"); // 设置第二条边的"name"属性为"FOOBAR"  
  
    SETEAB(&g, "is_first", 0, true); // 设置第一条边的"is_first"属性为true  
  
    /* 暂时关闭警告处理函数，因为GML写入器可能会因为布尔属性被转换为数字而发出警告，但我们不关心这些警告。 */  
    oldwarnhandler = igraph_set_warning_handler(igraph_warning_handler_ignore); // 保存原始警告处理函数并设置新的警告处理函数为忽略警告  
  
    // 将图以GML格式写入标准输出  
    igraph_write_graph_gml(&g, stdout, IGRAPH_WRITE_GML_DEFAULT_SW, 0, "");  
  
    // 恢复原始的警告处理函数  
    igraph_set_warning_handler(oldwarnhandler);  
  
    // 将图以GraphML格式写入标准输出，并包含属性的前缀  
    igraph_write_graph_graphml(&g, stdout, /*prefixattr=*/ true);  
  
    // 销毁图，释放其占用的内存  
    igraph_destroy(&g);  
  
    return 0;  
}

4 运行结果