如何在 NetworkX 或 igraph 中使用多部分图？

Question

我正在使用多方网络，特别是在这种情况下使用四方网络。首先，在 NetworkX 中，似乎只能通过 nx.complete_multipartite_graph() 使用完整的多方网络，而不是更一般的多方网络（如果我错了请纠正我）。如有必要，我可以开始查看 igraph 或其他 Python 包。

受到 James A. Foster's question 的启发，我创建了一个类似于我的网络的图，当然是在较小的范围内并具有它的一些功能。我使用这段代码只是为了以图形方式查看它并帮助解释我想做什么。

我使用了以下命名法：第一列和第二列构成 "X bipartite network"，第 2 和第 3 列形成 "Y bipartite network"，第 3 和第 4 列组成 "Z bipartite network"，我将所有这些网络都放在单独的文件中。我想将它们集成到一个多方网络中，如下图所示：

Quadripartite graph

(1) 我该如何处理？据我了解，我无法使用 nx.compose() 函数。

我发现的一个问题，至少在这段绘制它的代码中，是因为在我的真实网络中，第 1 列和第 4 列具有相同的元素！因此，如果我在两列中使用相同的名称，NetworkX 解释对我没有用，这就是我在第 4 列中使用不同数字的原因。

(2) 我该怎么办？尽管具有相同的元素，但我需要指定这两列在某种程度上有所不同。

一个重要的信息是这张图是 "temporary ordered"，即交互是按时间顺序从左到右发生的，因此禁止在第 1 列和第 4 列之间出现自循环，这一列对我.

(3) 如何提取第 1 列和第 4 列之间的网络？例如在这个小网络中，节点 6 与 11 和 14 相连，当然节点 11 与 1、2 和 6 相连。

import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

def position_QuadriPartiteGraph(Graph, Parts):
uPos = {}
vPos = {}
for index1, agentType in enumerate(Parts):
    uPos[agentType] = index1

QG = nx.Graph()
QG.add_nodes_from([1,2,3,4,5,6,7], agentType='alfa')
QG.add_nodes_from(['a','b','c'], agentType='beta')
QG.add_nodes_from(['A','B','C','D','E','F'], agentType='gamma')
QG.add_nodes_from([8,9,10,11,12,13,14], agentType='delta')

myEdges = [(1,'a'), # beginning of bipartite network X
           (1,'b'), # X
           (2,'b'), # X
           (3,'a'), # X
           (4,'a'), # X
           (5,'a'), # X
           (6,'c'), # X
           (7,'a'), # end of bipartite network X
           ('a','A'), # beginning of bipartite network Y
           ('a','B'), # Y
           ('a','E'), # Y
           ('b','B'), # Y
           ('b','C'), # Y
           ('b','D'), # Y
           ('c','F'), # end of bipartite network Y
           ('A',8), # beginning of bipartite network Z
           ('A',9), # Z
           ('B',9), # Z
           ('B',13), # Z
           ('C',10), # Z
           ('C',11), # Z
           ('C',12), # Z
           ('D',12), # Z
           ('E',13), # Z
           ('F', 11), # Z
           ('F', 14)] # end of bipartite network Z

[QG.add_edge(u, v) for u, v in myEdges]

nx.draw(QG, pos=position_QuadriPartiteGraph(QG, ['alfa', 'beta', 'gamma', 'delta']), with_labels=True)
plt.savefig("multipartite_graph.png")
plt.show()

非常感谢您的提前帮助，

豪尔赫

Answer 1

我的第一个建议是将三个网络分别保留为 g1、g2 和 g3。此外，使 g3 标签与 g1 标签不同，例如，使它们为负（这解决了问题 (2)）。然后你可以通过逐步查看g2中的g1代理，g3中的g2代理等的邻居来解决你的问题（3）：

edges14 = sum([sum([[(i,y) for y in g3.neighbors(x)] 
              for x in sum([g2.neighbors(x) for x in g1.neighbors(i) if x in g2],
                           []) if x in g3],
                    []) for i in g1],
               [])
set(edges14)
# {(5, -9), (4, -8), (5, -13), (2, -12), (1, -11), (5, -8), (6, -14), 
#  (4, -9), (2, -9), (4, -13), (2, -13), (1, -10), (3, -13), (6, -11), 
#  (1, -13), (2, -10), (3, -9), (1, -9), (7, -9), (1, -12), (7, -13), 
#  (2, -11), (3, -8), (1, -8), (7, -8)}

如何在 NetworkX 或 igraph 中使用多部分图？

How to work with multipartite graphs in NetworkX or igraph?

python

igraph

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bipartite