如何使用固定位置控制igraph图的布局？

Question

我正在尝试绘制一个类似流程图的网络可视化。以下是我的代码，但我有几个问题：

1. 这是最好的layout()算法吗？还是我可以手动为每个节点分配位置？
2. 如何确保这些节点在绘图中不重叠（就像这里一样）？
3. 我能否将一个节点指定为“锚点”或起始点？例如，我可以使“C”成为最上方或最左侧的节点吗？

非常感谢！

library("igraph")
L3 <- LETTERS[1:8]
d <- data.frame(start = sample(L3, 16, replace = T), end = sample(L3, 16, replace = T),
                weight = c(20,40,20,30,50,60,20,30,20,40,20,30,50,60,20,30))


g <- graph.data.frame(d, directed = T)

V(g)$name 
E(g)$weight

ideg <- degree(g, mode = "in", loops = F)

col=rainbow(12) # For edge colors

plot.igraph(g, 
  vertex.label = V(g)$name, vertex.label.color = "gray20",
  vertex.size = ideg*25 + 40, vertex.size2 = 30,
  vertex.color = "gray90", vertex.frame.color = "gray20",
  vertex.shape = "rectangle",
  edge.arrow.size=0.5, edge.color=col, edge.width = E(g)$weight / 10,
  edge.curved = T, 
  layout = layout.reingold.tilford)

- david h

Answer 1

在igraph中，布局是在一个矩阵中定义的，其中有2列和每个节点的一行。第一列表示其x位置，第二列表示其y位置，比例尺不相关（它总是重新缩放以适合-1到1的绘图区域）。您可以通过对图形调用布局函数来获取此布局：

 l <-layout.reingold.tilford(g) 
 l
     [,1] [,2]
[1,]    0    0
[2,]   -1    3
[3,]    0    1
[4,]    0    3
[5,]    0    2
[6,]    0    4
[7,]    1    3

这样，您可以手动以任何想要的方式更改它，然后将其发送到图表中：

plot.igraph(g, 
  vertex.label = V(g)$name, vertex.label.color = "gray20",
  vertex.size = ideg*25 + 40, vertex.size2 = 30,
  vertex.color = "gray90", vertex.frame.color = "gray20",
  vertex.shape = "rectangle",
  edge.arrow.size=0.5, edge.color=col, edge.width = E(g)$weight / 10,
  edge.curved = T, 
  layout = l)

看起来您可以设置参数params来控制布局。这是一个包含参数root的列表，显然可以用于设置图的根节点。将其分配给节点的编号（请记住，igraph对节点使用类似C语言的索引，第一个为0）。因此，将根节点设置为“C”：

l <- layout.reingold.tilford(g,params=list(root=2))

编辑：此外，RGraphViz中还有一些不错的树形布局可以值得尝试。

---

编辑2：

这是我包中源代码的修改片段，使用了与图中节点位置定义相同类型的布局矩阵，您可能会发现它很有用：

gridLayout <- function(x)
{
    LmatX <- seq(-1,1,length=ncol(x))
    LmatY <- seq(1,-1,length=nrow(x))

    loc <- t(sapply(1:max(x),function(y)which(x==y,arr.ind=T)))
    layout <- cbind(LmatX[loc[,2]],LmatY[loc[,1]])
    return(layout)
}

这个函数的作用是将矩阵转换为指定网格布局（类似于layout（）），并按x和y位置生成两列布局。定义一个零矩阵，对于每个节点整数从1到节点总数（这是igraph ID + 1）。

例如，对于一个愚蠢的4节点图：

grid <- matrix(c(
    0,0,1,0,0,
    2,0,3,0,4),nrow=2,byrow=TRUE)

library("igraph")

g <- graph.adjacency(matrix(1,4,4))

plot(g,layout=gridLayout(L))

- Sacha Epskamp

---

谢谢你的建议！像这样设置位置把它们放在一起：l2 <- as.matrix(data.frame(c(0,6,12,12,12,24,24,24), c(0,.5,-.5,0,-1,1,-1,.25))) - david h

两年后，这个答案对我很有帮助 :-) - Ferdinand.kraft

Sacha，当我应用你的代码时，出现了“Error in ncol(x) : object 'L' not found”的错误。在plot(g,layout=gridLayout(L))这一行中可能存在一个我无法理解的问题。 - Erdogan CEVHER

Answer 2

如果您想自己分配节点位置，那么比上述方法更简单的方法是在您的数据表中添加标记为x和y的列，并在这些列中为相应的节点提供x和y坐标。 例如：

library('igraph')
nodes <- c('a','b','c','d')
x <- c(0,1,2,3)
y <- c(0,1,2,3)
from <- c('a','b','c')
to <- c('b','c','d')
NodeList <- data.frame(nodes, x ,y)
EdgeList <- data.frame(from, to)
a<- graph_from_data_frame(vertices = NodeList, d= EdgeList, directed = FALSE)
plot(a)

- unknown

Answer 3

一个比上面更简单的方法是直接使用坐标矩阵：

## plot graph using matrix layout
require('igraph')
x    <- c(0,1,2,3)
y    <- c(0,1,2,3)
grid <- matrix(c(x, y), ncol=2)
g <- make_graph(~ a-b-c-d)
    
plot(g, layout = grid)

- clp