python - 根据节点类绘制带有彩色节点的邻接矩阵

Question

我想绘制一个邻接矩阵，其中点的颜色与节点类一致。

如果 x 和 y 节点之间存在边：

• 如果两个节点都属于 0 类 => 红色
• 如果两个节点都属于 1 类 => 颜色为蓝色
• 如果两个节点都属于 2 类 => 颜色为绿色
• else => 灰色

我有一个来自 networkx 的邻接矩阵（作为 nx） 让我们说：

matrix = np.array([[1 0 0 0 0],[1 0 1 0 0],[1 1 0 1 0],[1 0 0 0 1],[1 0 1 0 0]])

我还有一个名为“network_num”的属性，用于将每个节点分类为 0 或 1 或 2。

• 节点 0 -> 0
• 节点 1 -> 0
• 节点 2 -> 1
• 节点 3 -> 1

• 节点 4 -> 2

  network_num = {0:0,1:0,2:1,3:1,4:2}

Answer 1

我将假设“绘制邻接矩阵”是指绘制一个 numpy 矩阵，而“点”是指矩阵中的元素。

在下面的代码中，我使用您的matrix 和network_num 创建我的drawn_matrix（将被绘制）。 在检查边缘是否存在后，我为您的“红色”案例分配 drawn_matrix 0.25，为您的“蓝色”案例分配 0.5，为您的“绿色”案例分配 1.0（有关以下数字的更多信息）。 请注意，我将无边（matrix 中的 0）标记为灰色。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors as mcolors

# Graph data
network_num = {0: 0, 1: 0, 2: 1, 3: 1, 4: 2}
matrix = np.array([[1, 0, 0, 0, 0],
                   [1, 0, 1, 0, 0],
                   [1, 1, 0, 1, 0],
                   [1, 0, 0, 0, 1],
                   [1, 0, 1, 0, 0]])

drawn_matrix = np.zeros((5, 5))

# Iterate 5x5 matrix
for row in range(5):
    for col in range(5):
        # check if edge exists
        if matrix[row][col] == 1:
            # red
            if network_num[row] == 0 and network_num[col] == 0:
                drawn_matrix[row][col] = 0.25
            # blue
            elif network_num[row] == 1 and network_num[col] == 1:
                drawn_matrix[row][col] = 0.5
            # green
            elif network_num[row] == 2 and network_num[col] == 2:
                drawn_matrix[row][col] = 1.0
            # gray
            else:
                drawn_matrix[row][col] = 0.0
        else:
            drawn_matrix[row][col] = 0.0  # no edge is marked as gray

print("Matrix with color info:")
print(drawn_matrix)

这是输出（我将绘制的矩阵）。请注意，根据您的matrix 和network_num，图中不会出现绿色。

Matrix with color info:
[[ 0.25  0.    0.    0.    0.  ]
 [ 0.25  0.    0.    0.    0.  ]
 [ 0.    0.    0.    0.5   0.  ]
 [ 0.    0.    0.    0.    0.  ]
 [ 0.    0.    0.    0.    0.  ]]

现在是实际情节。在这里，我发现 this anwser 非常有帮助。 在代码中，我使用以下颜色定义了一个自定义颜色图：灰色、红色、蓝色和绿色。请注意，rvb 中的数值与我之前发布的代码中的值匹配。

def make_colormap(seq):
    """Return a LinearSegmentedColormap
    seq: a sequence of floats and RGB-tuples. The floats should be increasing
    and in the interval (0,1).
    """
    seq = [(None,) * 3, 0.0] + list(seq) + [1.0, (None,) * 3]
    cdict = {'red': [], 'green': [], 'blue': []}
    for i, item in enumerate(seq):
        if isinstance(item, float):
            r1, g1, b1 = seq[i - 1]
            r2, g2, b2 = seq[i + 1]
            cdict['red'].append([item, r1, r2])
            cdict['green'].append([item, g1, g2])
            cdict['blue'].append([item, b1, b2])
    return mcolors.LinearSegmentedColormap('CustomMap', cdict)

c = mcolors.ColorConverter().to_rgb
rvb = make_colormap(
    [c('gray'), c('red'), 0.25, c('red'), c('blue'), 0.5, c('blue'), c('green'), 0.75, c('green')])

plt.matshow(drawn_matrix, vmin=0.0, vmax=1.0, cmap=rvb)
plt.show()

最终的邻接矩阵：