如何使用固定位置控制 igraph 绘图布局？

Question

我正在尝试绘制一个类似于流程图的网络可视化。我非常接近以下代码，但我有几个问题：

1. 这是最好的布局（）算法吗？或者我可以手动为每个节点分配一个位置吗？
2. 我如何确保这些节点在图中不会重叠（正如它们在此处所做的那样）？
3. 我可以将一个节点指定为“锚点”或起点吗？即，我可以将“C”设为最顶部或最左侧的节点吗？

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)

Answer 1

igraph 中的布局是在一个矩阵中定义的，每个节点有 2 列和一行。第一列表示它的 x 位置，第二列表示它的 y 位置，并且比例不相关（它总是重新缩放以适合 -1 到 1 的绘图区域。您可以在绘图之前通过调用图形上的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

这样您可以手动更改它，然后将其发送到绘图：

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)

似乎您还可以设置参数 params 来控制布局 abit 这是一个包含的列表。一个显然可以用来设置图的根的参数（记住 igraph 使用类似 C 的索引，第一个是 0）。根位于“C”：

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

编辑：RGraphViz 中还有一些不错的树布局，可能值得检查一下。

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编辑 2：

这是我的包中源代码的修改片段，其中。使用相同类型的布局矩阵来定义图形中节点的位置，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)
}

此函数的作用是转换指定网格中布局的矩阵（类似于 layout()）具有 x 和 y 位置的两列布局。定义一个由零组成的矩阵，并为每个节点定义从 1 到节点总数的整数（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))

Answer 2

如果您想自己分配节点位置，比上述方法简单的方法是在数据表中添加标记为 x 和 y 的列，并在这些列中添加相应节点的 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)

Answer 3

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)