内容发布更新时间 : 2024/6/4 12:00:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
复杂网络分析库NetworkX学习笔记(1):入门
NetworkX是一个用Python语言开发的图论与复杂网络建模工具,内置了常用的图与复杂网络分析算法,可以方便的进行复杂网络数据分析、仿真建模等工作。我已经用了它一段时间了,感觉还不错(除了速度有点慢),下面介绍我的一些使用经验,与大家分享。
一、NetworkX及Python开发环境的安装 首
先
到
http://pypi.python.org/pypi/networkx/
下
载
networkx-1.1-py2.6.egg,到http://sourceforge.net/projects/pywin32/下载pywin32-214.win32-py2.6.exe。如果要用Networkx的制图功能,还要去下载
matplotlib
和
numpy,地址分别在
和
http://sourceforge.net/projects/matplotlib/http://sourceforge.net/projects/numpy/files/。注意都要用Python 2.6版本的。
上边四个包中,pywin32、matplotlib和numpy是exe文件,按提示一路next,比较容易安装。而NetworkX是个egg文件,安装稍微麻烦,需要用easyinstall安装。具体方法:
启动DOS控制台(在―运行‖里输入cmd),输入C:\\Python26\\Lib\\site-packages\\easy_install.py
C:\\networkx-1.1-py2.6.egg,回车后会自动执行安装。注意我是把networkx-1.1-py2.6.egg放到了C盘根目录,读者在安装时应该具体根
据情况修改路径。
安装完成后,启动 ―开始 - 程序 - ActiveState ActivePython 2.6 (32-bit) - PythonWin Editor‖,在shell中输入:
import networkx as nx print nx
如果能输出:
说明Networkx已经安装好了,可以正常调用。
关于Python语言,如果没有接触过可以找一本Python的语法书来看看(推荐《Python 精要参考(第二版)》,网上有电子版)。这个语言很简单易学,只要有点编程基础,几天就可以学会它,然后就可以自如的运用它调用NetworkX了。
二、建立图或网络
1、无向图
在PythonWin 的Shell里输入:
import networkx as nx #导入NetworkX包,为了少打几个字母,将其重命名为nx
G = nx.Graph() #建立一个空的无向图G G.add_node(1) #添加一个节点1
G.add_edge(2,3) #添加一条边2-3(隐含着添加了两个节点2、3)
G.add_edge(3,2) #对于无向图,边3-2与边2-3被认为是一条边
print G.nodes() #输出全部的节点: [1, 2, 3] print G.edges() #输出全部的边:[(2, 3)] print G.number_of_edges() #输出边的数量:1
这样就可以建立一个简单的无向图了。如果你的数据是存在文件里的,可以循环从文件中读取节点和边添加到G中。
2、有向图
有向图的建立方式和无向图基本类似,只是在上述代码的第二行,将G = nx.Graph() 改为 G = nx.DiGraph() 。需要注意的是,此时再添加边3-2与边2-3,则被认为是两条不同的边(可以试着运行上述代码,自己查看结果)。
同时,有向图和无向图是可以相互转化的,分别用到Graph.to_undirected() 和 Graph.to_directed()两个方法。
3、加权图(网络)
有向图和无向图都可以给边赋予权重,用到的方法是add_weighted_edges_from,它接受1个或多个三元组[u,v,w]作为参数,其中u是起点,v是终点,w是权重。例如:
G.add_weighted_edges_from([(0,1,3.0),(1,2,7.5)])
添加0-1和1-2两条边,权重分别是3.0和7.5。
如果想读取权重,可以使用get_edge_data方法,它接受两个参数u和v,即边的起讫点。例如:
print G.get_edge_data(1,2) #输出{'weight': 7.5},这是一个字典结构,可以查看python语法了解它的用法。
三、调用图算法
NetworkX提供了常用的图论经典算法,例如DFS、BFS、最短路、最小生成树、最大流等等,非常丰富,如果不做复杂网络,只作图论方面的工作,也可以应用NetworkX作为基本的开发包。具体的算法调用方法我就不一一介绍了,可以浏览NX的在线手册http://networkx.lanl.gov/reference/algorithms.html,对每个算法都提供了详细的帮助文档和示例。下面只给出一个最短路算法的例子:
path=nx.all_pairs_shortest_path(G) #调用多源最短路径算法,计算图G所有节点间的最短路径
print path[0][2] #输出节点0、2之间的最短路径序列: [0, 1, 2]
四、小结
作为NetworkX学习笔记的第一部分,今天先简单介绍下NetworkX的安装与基本使用方法。后边有时间会陆续介绍:用NetworkX进行复杂网络拓扑结构统计指标计算、典型复杂网络建模(随机图、小世界、无标度等)以及复杂网络可视化的方法等,请感兴趣的朋友关注并提出批评与意见。
本文引用地址: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=337442
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本文标签: 复杂网络 NetworkX
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发表评论人:[游客]binggan [2010-9-26 17:32:59] ip:202.117.58.*
有些人在照闫老师的方法安装的时候,可能找不到easy-install,我也是,真的没有的,就自己去下载安装一下,安装后可能也不是在Lib\\site-packages目录下,我的是在scripts目录下面的easy_install。