R igraph 手册页

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igraph-package {igraph}

R 文档

igraph 包

描述

igraph 是一个用于网络分析的库和 R 包。

介绍

igraph 库的主要目标是提供一组数据类型和函数，用于 1) 轻松实现图算法，2) 快速处理包含数百万个顶点和边的大型图，3) 允许通过 R 等高级语言进行快速原型设计。

igraph 图

igraph 图的类为 ‘igraph’。它们以特殊格式打印到屏幕上，这是一个示例，一个使用 make_ring 创建的环形图

    IGRAPH U--- 10 10 -- Ring graph
    + attr: name (g/c), mutual (g/x), circular (g/x)

‘IGRAPH’ 表示这是一个 igraph 图。然后是四个位，表示图的种类：第一个是 ‘U’ 表示无向图， ‘D’ 表示有向图。第二个是 ‘N’ 表示命名图（即，如果图具有 ‘name’ 顶点属性集）。第三个是 ‘W’ 表示加权图（即，如果设置了 ‘weight’ 边属性）。第四个是 ‘B’ 表示二分图（即，如果设置了 ‘type’ 顶点属性）。

然后是两个数字，图中的顶点数和边数，在双破折号后，如果存在，则打印图的名称（‘name’ 图属性）。第二行是可选的，它包含图的所有属性。此图具有字符类型的 ‘name’ 图属性，以及另外两个名为 ‘mutual’ 和 ‘circular’ 的图属性，它们是复杂类型。复杂类型仅仅是指不是数字或字符的任何内容。有关详细信息，请参阅 print.igraph 的文档。

如果要同时查看图的边，请使用 print_all 函数

    > print_all(g)
    IGRAPH badcafe U--- 10 10 -- Ring graph
    + attr: name (g/c), mutual (g/x), circular (g/x)
    + edges:
     [1] 1-- 2 2-- 3 3-- 4 4-- 5 5-- 6 6-- 7 7-- 8 8-- 9 9--10 1--10

创建图

igraph 中有许多函数可用于创建图，包括确定性和随机图；随机图构造函数称为“games”。

要创建具有给定结构的小图，可能 graph_from_literal 函数是最简单的。它使用 R 的公式界面，其手册页包含许多示例。另一个选择是 graph，它直接采用数字顶点 ID。 graph_from_atlas 从 Graph Atlas 创建图， make_graph 可以创建一些特殊的图。

要从字段数据创建图， graph_from_edgelist, graph_from_data_frame 和 graph_from_adjacency_matrix 可能是最好的选择。

igraph 包包含一些经典的随机图，例如 Erdos-Renyi GNP 和 GNM 图 (sample_gnp, sample_gnm) 和一些最近流行的模型，例如 preferential attachment (sample_pa) 和小世界模型 (sample_smallworld)。

顶点和边 ID

顶点和边在 igraph 中具有数字顶点 ID。顶点 ID 始终是连续的，并且从一开始。即，对于具有 n 个顶点的图，顶点 ID 在 1 和 n 之间。如果某些操作更改了图中顶点的数量，例如，通过 induced_subgraph 创建了一个子图，则会重新编号顶点以满足此标准。

边也是如此，边 ID 始终在一和 m 之间， m 是图中边的总数。

通常需要沿着许多图操作跟踪顶点，并且由于重新编号，顶点 ID 不允许这样做。解决方案是为顶点分配属性。如果可能，所有操作都会保留这些属性。有关属性的更多信息，请参见下一节。

属性

在 igraph 中，可以将属性分配给图的顶点或边，或者图本身。 igraph 提供了灵活的构造，用于基于其属性值选择一组顶点或边，有关详细信息，请参见 vertex_attr， V 和 E 。

某些顶点/边/图属性被特殊对待。其中之一是 ‘name’ 属性。如果存在，则用于打印图而不是数字 ID。顶点名称也可以用于指定向量或顶点集，在所有 igraph 函数中。例如， degree 具有一个 v 参数，该参数给出了计算度的顶点。可以将此参数作为顶点名称的字符向量给出。

边也可以具有 ‘name’ 属性，这也受到特殊对待。就像顶点一样，也可以根据边的名称选择边，例如，在 delete_edges 和其他函数中。

我们在此处指出，顶点名称也可以用于选择边。形式为 ‘from|to’，其中 ‘from’ 和 ‘to’ 是顶点名称，选择一个从 ‘from’ 到 ‘to’ 的单个（可能是有向的）边。这两种形式也可以在同一个边选择器中混合使用。

其他属性定义了可视化参数，有关详细信息，请参见 igraph.plotting。

属性值可以设置为任何 R 对象，但请注意，将图存储在某些文件格式中可能会导致复杂属性值的丢失。如果使用 save 和 load 存储/检索图，则将保留所有属性值。

可视化

igraph 提供了三种不同的可视化方法。第一个是 plot.igraph 函数。（实际上，您不需要编写 plot.igraph， plot 就足够了。此函数使用常规 R 图形，可以与任何 R 设备一起使用。

第二个函数是 tkplot，它使用 Tk GUI 进行基本的交互式图操作。（Tk 非常消耗资源，因此不要尝试将其用于非常大的图。）

第三种方法需要 rgl 包并使用 OpenGL。有关详细信息，请参见 rglplot 函数。

在开始绘制图之前，请确保您已阅读 igraph.plotting。

文件格式

igraph 可以处理各种图文件格式，通常用于读取和写入。我们建议您为图使用 GraphML 文件格式，除非图太大。对于大图，建议使用更简单的格式。有关详细信息，请参见 read_graph 和 write_graph。