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python之我如何将 matplotlib 与 igraph 一起使用

2025年05月04日13xing901022

如何将统计图形(绘图、轴、图表等)添加到 python-igraph 中实现的现有图形?我对 matplotlib 特别感兴趣,因为我有使用该库的经验。

在我的案例中,igraph 用于不同的布局选项。我当前的网络具有部分约束的 x 维度,而 y 被布局更改。我想在图表底部添加一个条形图,以列出与网络节点的 x 坐标相关的值的频率。

(我没有使用 scipy/ipython/pandas 库,反正现在还没有)

请您参考如下方法:

这不是一个完整的答案,但作为评论发布太长了,所以我将其作为答案发布。随意扩展/编辑它。

我曾尝试结合 python-igraph 和 matplotlib 不久前(好吧,五年多以前),一般的结论是结合两者是可能,但以一种相当复杂的方式。

首先,只有当您使用 Cairo 作为 matplotlib 的绘图后端时,该组合才有效,因为 python-igraph 使用 Cairo 作为绘图后端 (并且它不支持任何其他绘图后端)。

接下来,关键技巧是您可以以某种方式提取 Matplotlib 图形的 Cairo 表面,然后将此表面作为绘图目标传递给 igraph 的 plot() 函数 - 在本例中为 igraph不会创建单独的图形,而只是开始在给定的表面上绘制。然而,在我试验这个的时候,Matplotlib 中没有公共(public) API 可以从图形中提取 Cairo 曲面,所以我不得不求助于未记录的 Matplotlib 属性和函数,所以整个事情非常脆弱,它取决于很大程度上依赖于我使用过的特定版本的 Matplotlib - 但它确实有效。

整个过程总结在this thread在 igraph-help 邮件列表中。在该线程中,我提供了以下 Python 脚本作为概念验证,为了完整起见,我将其复制到此处:

from matplotlib.artist import Artist 
from igraph import BoundingBox, Graph, palettes 
 
class GraphArtist(Artist): 
    """Matplotlib artist class that draws igraph graphs. 
 
    Only Cairo-based backends are supported. 
    """ 
 
    def __init__(self, graph, bbox, palette=None, *args, **kwds): 
        """Constructs a graph artist that draws the given graph within 
        the given bounding box. 
 
        `graph` must be an instance of `igraph.Graph`. 
        `bbox` must either be an instance of `igraph.drawing.BoundingBox` 
        or a 4-tuple (`left`, `top`, `width`, `height`). The tuple 
        will be passed on to the constructor of `BoundingBox`. 
        `palette` is an igraph palette that is used to transform 
        numeric color IDs to RGB values. If `None`, a default grayscale 
        palette is used from igraph. 
 
        All the remaining positional and keyword arguments are passed 
        on intact to `igraph.Graph.__plot__`. 
        """ 
        Artist.__init__(self) 
 
        if not isinstance(graph, Graph): 
            raise TypeError("expected igraph.Graph, got %r" % type(graph)) 
 
        self.graph = graph 
        self.palette = palette or palettes["gray"] 
        self.bbox = BoundingBox(bbox) 
        self.args = args 
        self.kwds = kwds 
 
    def draw(self, renderer): 
        from matplotlib.backends.backend_cairo import RendererCairo 
        if not isinstance(renderer, RendererCairo): 
            raise TypeError("graph plotting is supported only on Cairo backends") 
        self.graph.__plot__(renderer.gc.ctx, self.bbox, self.palette, *self.args, **self.kwds) 
 
 
def test(): 
    import math 
 
    # Make Matplotlib use a Cairo backend 
    import matplotlib 
    matplotlib.use("cairo.pdf") 
    import matplotlib.pyplot as pyplot 
 
    # Create the figure 
    fig = pyplot.figure() 
 
    # Create a basic plot 
    axes = fig.add_subplot(111) 
    xs = range(200) 
    ys = [math.sin(x/10.) for x in xs] 
    axes.plot(xs, ys) 
 
    # Draw the graph over the plot 
    # Two points to note here: 
    # 1) we add the graph to the axes, not to the figure. This is because 
    #    the axes are always drawn on top of everything in a matplotlib 
    #    figure, and we want the graph to be on top of the axes. 
    # 2) we set the z-order of the graph to infinity to ensure that it is 
    #    drawn above all the curves drawn by the axes object itself. 
    graph = Graph.GRG(100, 0.2) 
    graph_artist = GraphArtist(graph, (10, 10, 150, 150), layout="kk") 
    graph_artist.set_zorder(float('inf')) 
    axes.artists.append(graph_artist) 
 
    # Save the figure 
    fig.savefig("test.pdf") 
 
    print "Plot saved to test.pdf" 
 
if __name__ == "__main__": 
    test() 

警告:我没有测试过上面的代码,现在我也无法测试它,因为我的机器上现在没有 Matplotlib。五年前,它曾经使用当时的 Matplotlib 版本 (0.99.3)。如果不进行重大修改,它现在可能无法正常工作,但它展示了总体思路,希望它不会太复杂而无法适应。

如果您设法让它为您工作,请随时编辑我的帖子。