Python graphes Networkx

tracé de graphes avec Networkx

Les scripts suivants permettent de choisir entre plusieurs types de configuration pour tracer un graphe avec Networkx, module Python.

On pourra choisir de personaliser :

  • la couleur d’un noeud
  • l’etiquette des noeuds
  • l’étiquette des arêtes
  • le type de trait (plein ou en pointillés) des arêtes

Déclaration du graphe

import matplotlib.pyplot as plt
import networkx as nx
from numpy import array

G = nx.Graph()
# definition des noeuds
G.add_node(0,label='A',col='pink')
G.add_node(1,label='B',col='red')
G.add_node(2,label='C',col='white')
G.add_node(3,label='D',col='white')
G.add_node(4,label='E',col='white')
G.add_node(5,label='F',col='blue')
# definition des aretes
G.add_edge(0,1,weight=6,styl='dashed')
G.add_edge(0,2,weight=5,styl='solid')
G.add_edge(0,4,weight=1,styl='solid')
G.add_edge(4,1,weight=5,styl='solid')
G.add_edge(4,2,weight=1,styl='solid')
G.add_edge(4,3,weight=3,styl='solid')
G.add_edge(2,3,weight=8,styl='solid')
G.add_edge(4,5,weight=6,styl='dashed')
G.add_edge(3,5,weight=9,styl='solid')

Exploration de la structure de données

couleur des noeuds

liste = list(G.nodes(data='col'))
colorNodes = {}
for noeud in liste:
    colorNodes[noeud[0]]=noeud[1]
colorNodes
{0: 'pink', 1: 'red', 2: 'white', 3: 'white', 4: 'white', 5: 'blue'}

Pour les couleurs des noeuds, le format doit être en liste (de la taille du nombre de noeuds)

colorList=[colorNodes[node] for node in colorNodes]
colorList
['pink', 'red', 'white', 'white', 'white', 'blue']

etiquettes de noeuds

Pour les étiquettes de noeuds, le format doit être un dictionnaire.

liste = list(G.nodes(data='label'))
labels_nodes = {}
for noeud in liste:
    labels_nodes[noeud[0]]=noeud[1]
labels_nodes
{0: 'A', 1: 'B', 2: 'C', 3: 'D', 4: 'E', 5: 'F'}

ou bien :

labels={node:label for node,label in G.nodes(data='label')}
labels
{0: 'A', 1: 'B', 2: 'C', 3: 'D', 4: 'E', 5: 'F'}

labels des arêtes

format : dictionnaire.

Utile pour les applications de type algorithme de Dijkstra.

Dans les autres cas, on pourra remplir la liste avec des guillemets : labels_edges = {edge:'' for edge in G.edges}

labels_edges = {}
labels_edges = {edge:G.edges[edge]['weight'] for edge in G.edges}
#labels_edges = {edge:'' for edge in G.edges}
labels_edges
{(0, 1): 6,
 (0, 2): 5,
 (0, 4): 1,
 (1, 4): 5,
 (2, 4): 1,
 (2, 3): 8,
 (3, 4): 3,
 (3, 5): 9,
 (4, 5): 6}

style du trait de l’arête

format : liste

liste = list(G.edges(data='styl'))
edges_style = {}
edges_style = {edge:G.edges[edge]['styl'] for edge in G.edges}
edges_style
{(0, 1): 'dashed',
 (0, 2): 'solid',
 (0, 4): 'solid',
 (1, 4): 'solid',
 (2, 4): 'solid',
 (2, 3): 'solid',
 (3, 4): 'solid',
 (3, 5): 'solid',
 (4, 5): 'dashed'}

edg_style = [edges_style[node] for node in edges_style]
edg_style
['dashed',
 'solid',
 'solid',
 'solid',
 'solid',
 'solid',
 'solid',
 'solid',
 'dashed']

Tracé du graphe

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

# nodes
nx.draw_networkx_nodes(G, pos, node_size=700,node_color=colorList,alpha=0.9)
               
# labels
nx.draw_networkx_labels(G, pos, labels=labels_nodes, \
                        with_labels=True,font_size=20, \
                        font_color='black', \
                        font_family='sans-serif')

# edges
nx.draw_networkx_edges(G, pos,width=1)
nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos,width=1, edge_labels=labels_edges, style='dashed', font_color='red')



plt.axis('off')
plt.savefig('datas/fig1.png')
plt.show()

png png

Utilisation d’une fonction multitracés

fonction multigraphes

def multigraphe(G,pos,name,edg=True,dashed=False):
    """
    tracé d'un graphe G à partir des options obligatoires : 
    label et col pour G.nodes : 
    G.add_node(0,label='A',col='pink')
    weight et styl pour G.edges :
    G.add_edge(0,1,weight=6,styl='dashed')
    
    Params :
    --------
    G : graphe
    
    pos : un dictionnaire qui contient les positions des différents noeuds
    obtenu à partir de : pos = nx.spring_layout(G)
          
    name : chaine de caractères finissant par l'extension .png par ex monfichier.png
    
    edg : option pour affichage des etiquettes sur les aretes
    par defaut edg vaut 'True' et l'etiquette EST affichée ('False' sinon)
    
    dashed : option pour tracer un graphe en solid + en pointillé avec l'option styl de G.edges
    """
    # liste de couleurs pour les noeuds
    liste = list(G.nodes(data='col'))
    colorNodes = {}
    for noeud in liste:
        colorNodes[noeud[0]]=noeud[1]
    colorList=[colorNodes[node] for node in colorNodes]
    # Dict d'etiquette des noeuds
    liste = list(G.nodes(data='label'))
    labels_nodes = {}
    for noeud in liste:
        labels_nodes[noeud[0]]=noeud[1]
    # Dict d'etiquette des aretes
    labels_edges = {}
    
    if edg : 
        labels_edges = {edge:G.edges[edge]['weight'] for edge in G.edges}
    else :
        labels_edges = {edge:'' for edge in G.edges}
    
    # Division en 2 des aretes : solid et dashed
    elarge = [(u, v) for (u, v, w) in G.edges(data=True) if w['styl'] == 'solid']
    esmall = [(u, v) for (u, v, w) in G.edges(data=True) if w['styl'] == 'dashed']
    
    # positions for all nodes : 
    # à mettre en parametre pour que chaque graphe ait la même disposition
    # pos = nx.spring_layout(G)  

    # nodes
    nx.draw_networkx_nodes(G, pos, node_size=700,node_color=colorList,alpha=0.9)
               
    # labels
    nx.draw_networkx_labels(G, pos, labels=labels_nodes, \
                        with_labels=True,font_size=20, \
                        font_color='black', \
                        font_family='sans-serif')

    # edges
    if dashed:
        nx.draw_networkx_edges(G, pos, edgelist=elarge,width=3)
        nx.draw_networkx_edges(G, pos, edgelist=esmall,width=3, alpha=0.5, edge_color='b', style='dashed')
        
    else :
        nx.draw_networkx_edges(G, pos,width=1)
        nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos,width=1, edge_labels=labels_edges, font_color='red')

    plt.axis('off')
    fichier='datas/'+ name
    plt.savefig(fichier)
    plt.show()

Exemples

pos = nx.spring_layout(G)
pos
{0: array([ 0.27974646, -0.89916229]),
 1: array([ 0.92773482, -0.4219083 ]),
 2: array([-0.56455338, -0.41641877]),
 3: array([-0.64887674,  0.39760485]),
 4: array([0.2899486 , 0.33988451]),
 5: array([-0.28399977,  1.        ])}

multigraphe(G,pos,'fig1.png')

png png

multigraphe(G,pos,'fig2.png',False)

png png

multigraphe(G,pos,'fig3.png',False,True)

png png

G.add_node(1,label='B',col='blue')
multigraphe(G,pos,'fig3.png',False,True)

png png