在 Python3 中绘制节点和边的网络

Question

我编写了一个算法来执行 dijkstra 算法。这是我在 A 级课程作业中制作的数学复习游戏。

我有这个数据：

Vertices: {'M', 'Y', 'X', 'C', 'F', 'Q'}
Edges: defaultdict(<class 'list'>, {'X': ['Y'], 'C': ['M'], 'M': ['C', 'F', 'Y'], 'Q': ['F'], 'Y': ['X', 'M'], 'F': ['M', 'Q']})
Weights: {('M', 'C'): 44, ('Q', 'F'): 27, ('Y', 'X'): 42, ('X', 'Y'): 42, ('Y', 'M'): 6, ('M', 'F'): 9, ('M', 'Y'): 6, ('F', 'Q'): 27, ('F', 'M'): 9, ('C', 'M'): 44}

这些值是随机的，每次都不一样。

我可以用什么来可视化网络以使其更清晰，比如节点（顶点）和弧（边）？或者有没有一种方法可以使用像 print("o----o").

这样的打印语句来可视化它

Answer 1

您可以创建一个 class Network 来用顶点表示每条边，并创建一个 __repr__ 自定义可视化方法：

tree = {'X': ['Y'], 'C': ['M'], 'M': ['C', 'F', 'Y'], 'Q': ['F'], 'Y': ['X', 'M'], 'F': ['M', 'Q']}
weights = {('M', 'C'): 44, ('Q', 'F'): 27, ('Y', 'X'): 42, ('X', 'Y'): 42, ('Y', 'M'): 6, ('M', 'F'): 9, ('M', 'Y'): 6, ('F', 'Q'): 27, ('F', 'M'): 9, ('C', 'M'): 44} 
class Vertex:
   def __init__(self, vertex, children):
      self.vertex = vertex
      self.children = children
   def __repr__(self):
      return ' -- '.join('{} -> {}:{}'.format(self.vertex, i, weights.get((self.vertex, i), weights.get((i, self.vertex), None))) for i in self.children)
    
class Network:
   def __init__(self, tree):
       self.__full_tree = [Vertex(*i) for i in tree.items()]
   def __repr__(self):
       return '\n'.join(repr(i) for i in self.__full_tree)

full_tree = Network(tree)
print(full_tree)

输出：

X -> Y:42
C -> M:44
M -> C:44 -- M -> F:9 -- M -> Y:6
Q -> F:27
Y -> X:42 -- Y -> M:6
F -> M:9 -- F -> Q:27

虽然它远非教科书般的表现，但它确实给出了基本思想。如果您正在寻找更专业的图表，请参阅下面@mattmilten 的回答提供的链接。

Answer 2

看看networkx, plot.ly, or graph-tool。我不能推荐一些基于文本的 ASCII 艺术类可视化。使用精心制作的包可以让您有更多的自由，还可以处理更复杂的数据，其中可视化设置起来并不那么容易。

Answer 3

networkx 包的示例。我们将需要您提供的 Weights 来构建图表。

import matplotlib.pyplot as plt
import networkx as nx
%matplotlib notebook    

Weights = {('M', 'C'): 44, ('Q', 'F'): 27, ('Y', 'X'): 42, ('X', 'Y'): 42, ('Y', 'M'): 6, ('M', 'F'): 9, ('M', 'Y'): 6, ('F', 'Q'): 27, ('F', 'M'): 9, ('C', 'M'): 44} 

G = nx.Graph()
# each edge is a tuple of the form (node1, node2, {'weight': weight})
edges = [(k[0], k[1], {'weight': v}) for k, v in Weights.items()]
G.add_edges_from(edges)

pos = nx.spring_layout(G) # positions for all nodes

# nodes
nx.draw_networkx_nodes(G,pos,node_size=700)

# labels
nx.draw_networkx_labels(G,pos,font_size=20,font_family='sans-serif')

# edges
nx.draw_networkx_edges(G,pos,edgelist=edges, width=6)

# weights
labels = nx.get_edge_attributes(G,'weight')
nx.draw_networkx_edge_labels(G,pos,edge_labels=labels)

布局

代码修改自此 Tutorial by Aric Hagberg and 。

在 Python3 中绘制节点和边的网络

Drawing a network with nodes and edges in Python3

python

algorithm

prims-algorithm

python-3.x