Можно ли получить иерархические графики из networkx с python 3?

Я пытаюсь отобразить древовидный график моей иерархии классов с помощью networkx. у меня все это графически правильно, и он отображает штраф в размере. Но как круговой граф с пересекающимися ребрами, это чистая иерархия, и, кажется, я должен быть в состоянии отобразить ее как дерево.

Я широко прогуглил это, и каждое предлагаемое решение включает использование pygraphviz... но!--3-->PyGraphviz не работает с Python 3 (документация сайт pygraphviz).

кто-нибудь смог получить отображение древовидного графика в Python 3?

5 ответов


редактировать (27 авг 2018) если вы хотите создать график с узлами, появляющимися в виде колец вокруг корневого узла, код справа внизу показывает простую модификацию для этого

изменить (17 сентября 2017) Я считаю, что проблемы с pygraphviz, которые были у OP, должны быть исправлены к настоящему времени. Так что pygraphviz, вероятно, будет лучшим решением, чем то, что у меня есть ниже.


вот простая рекурсивная программа для определения позиции:

import networkx as nx

def hierarchy_pos(G, root, width=1., vert_gap = 0.2, vert_loc = 0, xcenter = 0.5, 
                  pos = None, parent = None):
    '''If there is a cycle that is reachable from root, then this will see infinite recursion.
       G: the graph
       root: the root node of current branch
       width: horizontal space allocated for this branch - avoids overlap with other branches
       vert_gap: gap between levels of hierarchy
       vert_loc: vertical location of root
       xcenter: horizontal location of root
       pos: a dict saying where all nodes go if they have been assigned
       parent: parent of this branch.'''
    if pos == None:
        pos = {root:(xcenter,vert_loc)}
    else:
        pos[root] = (xcenter, vert_loc)
    neighbors = list(G.neighbors(root)) 
    if parent != None:   #this should be removed for directed graphs.
        neighbors.remove(parent)  #if directed, then parent not in neighbors.
    if len(neighbors)!=0:
        dx = width/len(neighbors) 
        nextx = xcenter - width/2 - dx/2
        for neighbor in neighbors:
            nextx += dx
            pos = hierarchy_pos(G,neighbor, width = dx, vert_gap = vert_gap, 
                                vert_loc = vert_loc-vert_gap, xcenter=nextx, pos=pos, 
                                parent = root)
    return pos

и пример использования:

import matplotlib.pyplot as plt
import networkx as nx
G=nx.Graph()
G.add_edges_from([(1,2), (1,3), (1,4), (2,5), (2,6), (2,7), (3,8), (3,9), (4,10),
                  (5,11), (5,12), (6,13)])
pos = hierarchy_pos(G,1)    
nx.draw(G, pos=pos, with_labels=True)
plt.savefig('hierarchy.png')

enter image description here

В идеале это должно масштабировать горизонтальное разделение на основе того, насколько широкими будут вещи под ним. Сейчас я не собираюсь этого делать.

радиальное расширение

предположим, вы хотите, чтобы сюжет выглядел так:

enter image description here

вот код:

pos = hierarchy_pos(G, 0, width = 2*math.pi, xcenter=0)
new_pos = {u:(r*math.cos(theta),r*math.sin(theta)) for u, (theta, r) in pos.items()}
nx.draw(G, pos=new_pos, node_size = 50)
nx.draw_networkx_nodes(G, pos=new_pos, nodelist = [0], node_color = 'blue', node_size = 200)

редактировать - спасибо Deepak Saini за то, что заметили ошибку, возникающую в направленных графах (комментарии в примере кода теперь показывают, как это исправить)


Я немного изменил, чтобы он не был бесконечно рекурсивным.

import networkx as nx

def hierarchy_pos(G, root, width=1., vert_gap = 0.2, vert_loc = 0, xcenter = 0.5 ):
    '''If there is a cycle that is reachable from root, then result will not be a hierarchy.

       G: the graph
       root: the root node of current branch
       width: horizontal space allocated for this branch - avoids overlap with other branches
       vert_gap: gap between levels of hierarchy
       vert_loc: vertical location of root
       xcenter: horizontal location of root
    '''

    def h_recur(G, root, width=1., vert_gap = 0.2, vert_loc = 0, xcenter = 0.5, 
                  pos = None, parent = None, parsed = [] ):
        if(root not in parsed):
            parsed.append(root)
            if pos == None:
                pos = {root:(xcenter,vert_loc)}
            else:
                pos[root] = (xcenter, vert_loc)
            neighbors = G.neighbors(root)
            if parent != None:
                neighbors.remove(parent)
            if len(neighbors)!=0:
                dx = width/len(neighbors) 
                nextx = xcenter - width/2 - dx/2
                for neighbor in neighbors:
                    nextx += dx
                    pos = h_recur(G,neighbor, width = dx, vert_gap = vert_gap, 
                                        vert_loc = vert_loc-vert_gap, xcenter=nextx, pos=pos, 
                                        parent = root, parsed = parsed)
        return pos

    return h_recur(G, root, width=1., vert_gap = 0.2, vert_loc = 0, xcenter = 0.5)

самый простой способ получить красивое дерево отображение графика в Python 2 или 3 Без PyGraphviz является использование PyDot (https://pypi.python.org/pypi/pydot). А PyGraphviz предоставляет интерфейс для все программ, PyDot только предоставляет интерфейс для точки инструментов программ, который единственный, что вам нужно, если то, что вы после это иерархический граф / дерево. Если вы хотите создать свой график в NetworkX, а не PyDot, вы можете использовать NetworkX для экспорта графика PyDot, как в следующем:

import networkx as nx

g=nx.DiGraph()
g.add_edges_from([(1,2), (1,3), (1,4), (2,5), (2,6), (2,7), (3,8), (3,9),
                  (4,10), (5,11), (5,12), (6,13)])
p=nx.drawing.nx_pydot.to_pydot(g)
p.write_png('example.png')

обратите внимание, что Graphviz и PyDot должны быть установлены для правильной работы.

enter image description here

предупреждение: у меня возникли проблемы при использовании PyDot для рисования графиков со словарями атрибутов узлов, экспортированными из NetworkX-иногда словари, похоже, экспортируются с кавычками, отсутствующими в строках, что вызывает write способ к краху. Этого можно избежать, оставив словари.


вот решение для больших деревьев. Это модификация рекурсивного подхода Джоэла, который равномерно распределяет узлы на каждом уровне.

def hierarchy_pos(G, root, levels=None, width=1., height=1.):
    '''If there is a cycle that is reachable from root, then this will see infinite recursion.
       G: the graph
       root: the root node
       levels: a dictionary
               key: level number (starting from 0)
               value: number of nodes in this level
       width: horizontal space allocated for drawing
       height: vertical space allocated for drawing'''
    TOTAL = "total"
    CURRENT = "current"
    def make_levels(levels, node=root, currentLevel=0, parent=None):
        """Compute the number of nodes for each level
        """
        if not currentLevel in levels:
            levels[currentLevel] = {TOTAL : 0, CURRENT : 0}
        levels[currentLevel][TOTAL] += 1
        neighbors = G.neighbors(node)
        if parent is not None:
            neighbors.remove(parent)
        for neighbor in neighbors:
            levels =  make_levels(levels, neighbor, currentLevel + 1, node)
        return levels

    def make_pos(pos, node=root, currentLevel=0, parent=None, vert_loc=0):
        dx = 1/levels[currentLevel][TOTAL]
        left = dx/2
        pos[node] = ((left + dx*levels[currentLevel][CURRENT])*width, vert_loc)
        levels[currentLevel][CURRENT] += 1
        neighbors = G.neighbors(node)
        if parent is not None:
            neighbors.remove(parent)
        for neighbor in neighbors:
            pos = make_pos(pos, neighbor, currentLevel + 1, node, vert_loc-vert_gap)
        return pos
    if levels is None:
        levels = make_levels({})
    else:
        levels = {l:{TOTAL: levels[l], CURRENT:0} for l in levels}
    vert_gap = height / (max([l for l in levels])+1)
    return make_pos({})

пример Джоэла будет выглядеть так: enter image description here

и это более сложный граф (визуализированный с использованием plotly):enter image description here


для направленного графика, так как соседи(x) включают только сукцесоры (x), поэтому вам нужно удалить строки:

if parent != None:
        neighbors.remove(parent)

кроме того, лучшим вариантом будет этот:

pos=nx.graphviz_layout(G,prog='dot')