在 R 中拆分图形网络字符串

Question

我有以下源自贝叶斯网络学习算法的字符串（例如来自 bnlearn 或 deal 包）：

[1] "[wst|af:bq:rloss_s:pre3][af|bq][d|wst:af:con:rloss_s][bq|con][con|af][rloss_s|af:con:pre3][pre3|af:con]"

字符串定义了变量之间的连接以及连接的方向。括号中每一项的第一个变量（[...]）表示一个节点，|后面的所有变量表示与第一个节点方向相连的节点。这些变量由 :.

分隔

我想将字符串转换成 data.frame 来表示每个变量之间的联系。它应该是这样的：

> data.frame(string_table)
      from      to
1       af     wst
2       bq     wst
3  rloss_s     wst
4     pre3     wst
5       bq      af
6      wst       d
7       af       d
8      con       d
9  rloss_s       d
10     con      bq
11      af     con
12      af rloss_s
13     con rloss_s
14    pre3 rloss_s
15      af    pre3
16     con    pre3

Answer 1

您可以分两步完成此操作。首先，使用正则表达式（如stringr包中的str_match_all函数）提取对矩阵：

s <- "[wst|af:bq:rloss_s:pre3][af|bq][d|wst:af:con:rloss_s][bq|con][con|af][rloss_s|af:con:pre3][pre3|af:con]"

library(stringr)
m <- str_match_all(s, "\[(.*?)\|(.*?)\]")[[1]]
m

这导致这个矩阵，其中第三列和第二列有我们感兴趣的内容：

     [,1]                       [,2]      [,3]                
[1,] "[wst|af:bq:rloss_s:pre3]" "wst"     "af:bq:rloss_s:pre3"
[2,] "[af|bq]"                  "af"      "bq"                
[3,] "[d|wst:af:con:rloss_s]"   "d"       "wst:af:con:rloss_s"
[4,] "[bq|con]"                 "bq"      "con"               
[5,] "[con|af]"                 "con"     "af"                
[6,] "[rloss_s|af:con:pre3]"    "rloss_s" "af:con:pre3"       
[7,] "[pre3|af:con]"            "pre3"    "af:con"

然后，将它们添加到数据框中，将 "from" 值拆分为冒号，并使用 tidyr 的 unnest() 为每个从-到对创建一行。

library(tidyr)
df <- data.frame(from = m[, 3], to = m[, 2])
string_table <- unnest(df, from = str_split(from, ":"))

Answer 2

我会在这里使用图形工具而不是字符串操作。下面举例说明

library(bnlearn)

d = clgaussian.test
m = hc(d)

所以你有字符串/模型

bnlearn::modelstring(m)
#[1] "[A][B][C][H][D|A:H][F|B:C][E|B:D][G|A:D:E:F]"

使用bnlearn循环获取每个节点的父节点

stack(sapply(nodes(m), function(x) parents(m, x)))

或者在邻接矩阵上使用igraph得到边列表

library(igraph)
as_edgelist(graph_from_adjacency_matrix(amat(m)))

编辑：

好像bnlearn有提取边缘的功能

arcs(m)

在 R 中拆分图形网络字符串

Splitting a graphical network string in R

r

string

split

bnlearn