R绘制网络图

2026-02-28 01:56:38

对于网络图,其实我们并不陌生,用的比较普遍的是Cytoscape这个软件。不过,我们今天的主角是R包---igragh。相比Cytoscape,igragh的便利之处就是你不用趴在电脑上很痛苦的去一一调整节点的大小,颜色等属性。接下来,我就开启小白学习之旅了。

一、安装并加载所需R包

代码语言:javascript复制install.packages("igraph")

library(igraph)二、使用方法

对于图 graph 这种数据结构而言,最基本的元素包括节点(node) 和 边(edge,节点之间的连线); igraph这个R包提供了很多种创建graph的方式,我们先看一个最简单的例子:

代码语言:javascript复制g1 <- graph( edges=c(1,2, 2,3, 3, 1), n=3, directed=F)

plot(g1)

#简单用参数directed修改,directed参数控制graph有无方向,标明节点之间的指向性;

g2 <- graph( edges=c(1,2, 2,3, 3, 1), n=10) #默认情况下,directed=T;

plot(g2)

g1

g2

再举一个栗子,我们改变节点的颜色,标签位置等:

代码语言:javascript复制g3 <- graph( c("John", "Jim", "Jim", "Jack", "Jim", "Jack", "John", "John"), isolates=c("Jesse", "Janis", "Jennifer", "Justin") )

plot (g3, edge.arrow.size=.5, vertex.color=rgb(.25, .5, .3, alpha=.5), vertex.size=15, vertex.frame.color="gray", vertex.label.color="black", vertex.label.cex=0.8, vertex.label.dist=2, edge.curved=0.2)

#参数很多了,而且"Jesse", "Janis", "Jennifer", "Justin"均是独立的。改变graph()里的参数后(去掉isolates参数),network会有很大变化。左右滑动查看完整内容

g3-1

g3-2

下面我们来了解一下在用igraph包画图时可能会用到的函数和参数。

(1)构建graph数据结构:

前面已经说过,igraph这个R包提供了很多种创建graph的方式。如上面的graph函数(也可以是make_graph()),其次还有

graph_from_literal()

graph_from_data_frame()

graph_from_incidence_matrix()

graph_from_adjacency_matrix()等

在R中,输入?graph_from后按table键可查看更多,这里我先讲上面提到的几种常见且易操作的函数。

(2)了解绘图,?Plot.igraph即可查看plot()函数更多参数:

NODES

vertex.color

节点颜色

vertex.frame.color

节点边框颜色

vertex.shape

节点的形状:有circle,square,csquare,rectangle, crectangle,vrectangle,pie,raster,sphere

vertex.size

节点的大小 (default is 15)

vertex.label

节点的标签

vertex.label.family

标签的字体系列 (e.g.“Times”, “Helvetica”)

vertex.label.font

字体: 1 plain, 2 bold, 3, italic, 4 bold italic, 5 symbol

vertex.label.cex

字体大小

vertex.label.dist

标签与顶点的距离(默认值为0,标签以顶点为中心)

vertex.label.degree

标签相对于顶点的位置, (0,pi,pi/2,-pi/2分别表示有,左,下和上)

EDGES

edge.color

边的颜色

edge.width

边宽, 默认值为1

edge.arrow.size

箭头大小,默认值为 1

edge.arrow.width

箭头宽度,默认值为 1

edge.lty

线条类型

edge.curved

边的曲率,范围0-1(FALSE设置为0,TRUE设置为0.5)

OTHER

layout

布局,通过layout参数可以方便的指定,使用不同的布局算法;对于不同类型的graph,有不同的自动化的布局算法,默认值为layout_nicely。

三、开始画图

代码语言:javascript复制# graph_from_literal()函数

用这种描述简单构图: - 表示无向连接,+ - 或 - + 指向左和右的有向关系,++表示对称关系,“:”表示顶点集。

#无向图

gl <- gl <- graph_from_literal(A:B:C---D:e:f,g--h,o)

plot(gl)

# 有向图

plot(graph_from_literal( A +-+ B --- C ++ D + E))

#在有向图中B C之间是不相连的

无向图

有向图

代码语言:javascript复制##小贴士:

· 无向图之间的连接使用-,或者---,这个长度是任意的,如graph_from_literal(A-B) 和 graph_from_literal(A-----B) 等价 , 多个顶点可以直接相连,如graph_from_literal(A---B----C---D);

· 图中的孤立点,可以逗号分开,作为独立的参数,如 上图的o;

· 顶点集,使用:连接的顶点为一个顶点集,顶点集之间的点不相连,其余点均与顶点相连。

· 使用+作为箭头;

· 有向图中,如果顶点之间没有箭头(+),则表示这两个点不相连,双向的箭头可以使用一个或者两个+代替;左右滑动查看完整内容

代码语言:javascript复制# graph_from_data_frame()函数,从文件中读取network数据(读取文件的方式就是常规数据读取方式,read.table 或 read.csv等)

#示例数据:左右滑动查看完整内容

代码语言:javascript复制library(igraph)

net <- graph_from_data_frame(d=links, vertices=nodes, directed=T)

class(net) ##查看net数据类型

代码语言:javascript复制### 用下面命令查看网络数据的nodes, edges及它们的属性:

E(net)

V(net)

E(net)$type

V(net)$media

####展示画图,调整画图参数:增加节点标签等

plot(net, edge.arrow.size=.2, edge.curved=0,

vertex.color="skyblue", vertex.frame.color="#555555",

vertex.label=V(net)$media, vertex.label.color="black",

vertex.label.cex=.7)

代码语言:javascript复制##丰富网络图的内容;

colrs <- c("gray50", "tomato", "gold") #设置节点的分类颜色

V(net)$color <- colrs[V(net)$media.type]

V(net)$size <- V(net)$audience.size*0.6 #设置节点大小

V(net)$label.color <- "black" #设置节点颜色

E(net)$width <- E(net)$weight/6 #基于weight值设置边的宽度

E(net)$arrow.size <- .2 #设置箭头及边的大小

E(net)$edge.color <- "gray80" #设置边的颜色

plot(net,vertex.label=V(net)$media,vertex.label.cex=.7)

代码语言:javascript复制###添加标签,修改布局(layout)

ll <- layout_nicely(net) ##更多布局用?igraph::layout_进行查看

plot(net, layout=ll)

legend(x=-1.5, y=-1.1, c("Newspaper","Television", "Online News"), pch=21,

col="#777777", pt.bg=colrs, pt.cex=2, cex=.8, bty="n", ncol=1)

好了,igraph包的入门我就先讲到这里!现在要赶紧去动手实践哦!