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作者丨tan45du
来源丨袁厨的算法小屋(ID：tan45du_me)
最近发现一个特别好用的python库，能够绘制精美的关系图，俗话说有好东西要学会分享，所以袁厨就肝了这篇文章，大家可以参考一下。
一、概述
NetworkX是一个用python编写的软件包，便于用户对复杂网络进行创建、操作和学习。
利用networkx可以以标准化和非标准化的数据格式存储网络、生成多种随机网络和经典网络、分析网络结构、建立网络模型、设计新的网络算法、进行网络绘制等，Networkx主要用于创造、操作复杂网络，以及学习复杂网络的结构、动力学及其功能。我们用它可以将存储在邻接表或邻接矩阵里的网络图可视化。下面给大家看一下我自己画的一个例子吧。这样就大概可以了解怎么回事了。
小世界网络图
上面这张图片是我绘制的社交关系图，其中蓝色节点代表的是度最高的节点，就是社交关系最复杂的节点。
二、NetWorkx安装
安装方式主要有三种
1.命令行pip
2.pycharm安装
3.官方下载whl文件进行安装
下面我给大家介绍最简单方便的第一种方式吧
1.win+r进入命令行界面
在这里插入图片描述
2.输入安装代码
pipinstallnetworkx-i/simple--trusted-
这里更换了豆瓣的镜像源。可以提高下载速度。安装其他包的时候，将networkx改成其他包名即可。
三、NetworkX基础知识
1.创建图
首先我们需要创建一个没有边和节点的图形，说白了就是先拿出一张白纸，我们准备在白纸上作画了。
importnetworkxasnx
G=nx.Graph()#无多重边无向图
G=nx.DiGraph()#无多重边有向图
G=nx.MultiGraph()#有多重边无向图
G=nx.MultiDiGraph()#有多重边有向图
可以创建四种图形，无多重边无向图、无多重边有向图、有多重边无向图、有多重边有向图。常用的就是第一种图了
2.添加节点
这一步的作用就是在图中添加节点，我们可以一次添加一个节点，也可以添加一个节点列表
G.add_node(1)#添加节点1
G.add_nodes_from([2,3])#添加节点2，3
两个命令是不一样的需要注意一下哦
3.添加边
当然边也可以单个添加和多个添加
G.add_edge('x','y')#添加一条边起点为x,终点为y
G.add_edges_from([(1,2),(1,3),(2,3)])#添加多条边
下面我们来看一下当前效果
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
G=nx.Graph()#无多重边无向图
G.add_node(1)#添加节点1
G.add_nodes_from([2,3])#添加节点2，3
G.add_nodes_from([2,3,4,5,6])#添加节点2，3
G.add_edge('x','y')#添加一条边起点为x,终点为y
G.add_edges_from([(1,2),(4,5),(5,6),(2,4)]);
G.add_edges_from([(1,2),(1,3),(2,3)])#添加多条边
nx.draw(G,with_labels=True);
plt.show()
4.给图中的节点和边添加属性
运行样式：
-`node_size`:指定节点的尺寸大小(默认是300)
-`node_color`:指定节点的颜色(默认是红色，可以用字符串简单标识颜色，例如'r'为红色，'b'为绿色等)
-`node_shape`:节点的形状(默认是圆形，用字符串'o'标识)
-`alpha`:透明度(默认是1.0，不透明，0为完全透明)
-`width`:边的宽度(默认为1.0)
-`edge_color`:边的颜色(默认为黑色)
-`style`:边的样式(默认为实现，可选：solid|dashed|dotted,dashdot)
-`with_labels`:节点是否带标签(默认为True)
-`font_size`:节点标签字体大小(默认为12)
-`font_color`:节点标签字体颜色(默认为黑色)
-`pos`:布局
运用布局：
circular_layout：节点在一个圆环上均匀分布
random_layout：节点随机分布
shell_layout：节点在同心圆上分布
spring_layout：用Fruchterman-Reingold算法排列节点(样子类似多中心放射状)
spectral_layout：根据图的拉普拉斯特征向量排列节点
我们需要在nx.draw这行代码里面添加属性。
下面我们来使用一下这些属性，看看会有什么效果。
添加节点属性
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
G=nx.Graph()#无多重边无向图
G.add_nodes_from([1,2,3,4,5,6])#添加节点2，3
G.add_edges_from([(1,2),(4,5),(5,6),(2,4),(1,3),(2,4)]);
nx.draw(G,with_labels=True,node_size=200,node_color='#7FFF00')#在这里添加属性，添加颜色和大小
plt.show()
添加布局属性
pos=nx.shell_layout(G)
nx.draw(G,with_labels=True,node_size=200,node_color='#7FFF00',pos=pos)
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
G=nx.Graph()#无多重边无向图
G.add_nodes_from([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])#添加节点2，3
G.add_edges_from([(1,2),(4,5),(5,6),(2,4),(1,3),(2,4),(3,6),(3,7),(4,8),(5,9),(7,10),(1,10)]);
pos=nx.shell_layout(G)
nx.draw(G,with_labels=True,node_size=200,node_color='#7FFF00',pos=pos)
plt.show()
我们刚才用的属性是节点在同心圆上分布，效果如上图。还有其他分布方式大家可以试一下。
给节点添加不同的颜色
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
G=nx.Graph()#无多重边无向图
G.add_edges_from([(1,2),(2,3),(3,4),(4,1)]);
color=['#7FFF00','#0000ff','#9999ff','#ff00ff']
pos=nx.shell_layout(G)
nx.draw(G,with_labels=True,node_size=200,node_color=color,pos=pos)
plt.show()
不同节点不同颜色
我们还可以给每个节点设置不同的颜色。当然大小也可以，这里自由发挥就好了。
5.样例实现
我们用了两种不同的节点分布方式，效果如下。
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
net_grid=nx.Graph()
#nodes
list_net_nodes=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20]
#edges
list_net_edges=[(1,3),(3,5),(5,4),(4,2),(2,6),
(5,7),(5,8),(8,6),
(7,9),(8,9),(6,10),
(9,11),(10,12),(10,13),
(11,14),(12,14),(12,15),
(14,16),(15,16),(15,17),
(16,18),(17,19),(12,2),(12,1),
(18,20),(19,7),(19,2),(19,1),(19,5)]
net_grid.add_nodes_from(list_net_nodes)
net_grid.add_edges_from(list_net_edges)
pos=nx.random_layout(net_grid)#随机分布
nx.draw_networkx_nodes(net_grid,pos=pos,node_color='#ff0000',node_size=200,alpha=0.6)#点的样式
nx.draw_networkx_edges(net_grid,pos=pos,width=0.5,alpha=0.4)#边的样式
plt.show()
学到这里基本的图就会画了，下面学习一下通过数据集进行绘制绘制网络图
6.导入数据进行绘图
利用football数据集绘制社交关系图，
importnetworkxasnx
importmatplotlib.pyplotasplt
net_grid=nx.Graph()
#构建函数，提取出数据集里的边和点
defread_gml(data):
H=nx.read_gml(data)
nodedata=H.nodes;
eagedata=H.edges;
returnnodedata,eagedata
#引用函数得到边和点
(nodeums,edgesnum)=read_gml('football.gml')
net_grid.add_nodes_from(nodeums)
net_grid.add_edges_from(edgesnum)
pos=nx.random_layout(net_grid)#随机分布图
nx.draw_networkx_nodes(net_grid,pos=pos,node_color='#7FFF00',node_size=150,alpha=0.7)#点的样式
nx.draw_networkx_edges(net_grid,pos=pos,width=0.3,alpha=0.2)#边的样式
plt.show()
上面三张图片是利用不同的排列方式进行排列的。Networkx还有很多强大的功能，大家可以继续深挖，这里为大家提供一个入门参考，感谢大家的支持。如果大家感觉Networkx不能满足大家的需求，绘制网络图的python库还有DGL，PyG。
如果大家需要可以后台回复【绘图】，获取数据集和代码
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