复杂网络分析库NetworkX学习笔记

复杂网络分析库NetworkX学习笔记（1）：入门NetworkX是一个用Python语言开发的图论与复杂网络建模工具，内置了常用的图与复杂网络分析算法，可以方便的进行复杂网络数据分析、仿真建模等工作。我已经用了它一段时间了，感觉还不错（除了速度有点慢），下面介绍我的一些使用经验，与大家分享。一、NetworkX及Python开发环境的安装首先到下载networkx-1.1-py2.6.egg，到下载pywin32-214.win32-py2.6.exe。如果要用Networkx的制图功能，还要去下载matplotlib和numpy，地址分别在和。注意都要用Python2.6版本的。上边四个包中，pywin32、matplotlib和numpy是exe文件，按提示一路next，比较容易安装。而NetworkX是个egg文件，安装稍微麻烦，需要用easyinstall安装。具体方法：启动DOS控制台（在“运行”里输入cmd），输入C:\Python26\Lib\site-packages\easy_install.pyC:\networkx-1.1-py2.6.egg，回车后会自动执行安装。注意我是把networkx-1.1-py2.6.egg放到了C盘根目录，读者在安装时应该具体根据情况修改路径。安装完成后，启动“开始-程序-ActiveStateActivePython2.6(32-bit)-PythonWinEditor”，在shell中输入：importnetworkxasnxprintnx如果能输出：module'networkx'from'C:\Python26\lib\site-packages\networkx-1.1-py2.6.egg\networkx\__init__.pyc'说明Networkx已经安装好了，可以正常调用。关于Python语言，如果没有接触过可以找一本Python的语法书来看看（推荐《Python精要参考(第二版)》，网上有电子版）。这个语言很简单易学，只要有点编程基础，几天就可以学会它，然后就可以自如的运用它调用NetworkX了。二、建立图或网络1、无向图在PythonWin的Shell里输入：importnetworkxasnx#导入NetworkX包，为了少打几个字母，将其重命名为nxG=nx.Graph()#建立一个空的无向图GG.add_node(1)#添加一个节点1G.add_edge(2,3)#添加一条边2-3（隐含着添加了两个节点2、3）G.add_edge(3,2)#对于无向图，边3-2与边2-3被认为是一条边printG.nodes()#输出全部的节点：[1,2,3]printG.edges()#输出全部的边：[(2,3)]printG.number_of_edges()#输出边的数量：1这样就可以建立一个简单的无向图了。如果你的数据是存在文件里的，可以循环从文件中读取节点和边添加到G中。2、有向图有向图的建立方式和无向图基本类似，只是在上述代码的第二行，将G=nx.Graph()改为G=nx.DiGraph()。需要注意的是，此时再添加边3-2与边2-3，则被认为是两条不同的边（可以试着运行上述代码，自己查看结果）。同时，有向图和无向图是可以相互转化的，分别用到Graph.to_undirected()和Graph.to_directed()两个方法。3、加权图（网络）有向图和无向图都可以给边赋予权重，用到的方法是add_weighted_edges_from，它接受1个或多个三元组[u,v,w]作为参数，其中u是起点，v是终点，w是权重。例如：G.add_weighted_edges_from([(0,1,3.0),(1,2,7.5)])添加0-1和1-2两条边，权重分别是3.0和7.5。如果想读取权重，可以使用get_edge_data方法，它接受两个参数u和v，即边的起讫点。例如：printG.get_edge_data(1,2)#输出{'weight':7.5}，这是一个字典结构，可以查看python语法了解它的用法。三、调用图算法NetworkX提供了常用的图论经典算法，例如DFS、BFS、最短路、最小生成树、最大流等等，非常丰富，如果不做复杂网络，只作图论方面的工作，也可以应用NetworkX作为基本的开发包。具体的算法调用方法我就不一一介绍了，可以浏览NX的在线手册，对每个算法都提供了详细的帮助文档和示例。下面只给出一个最短路算法的例子：path=nx.all_pairs_shortest_path(G)#调用多源最短路径算法，计算图G所有节点间的最短路径printpath[0][2]#输出节点0、2之间的最短路径序列：[0,1,2]四、小结作为NetworkX学习笔记的第一部分，今天先简单介绍下NetworkX的安装与基本使用方法。后边有时间会陆续介绍：用NetworkX进行复杂网络拓扑结构统计指标计算、典型复杂网络建模（随机图、小世界、无标度等）以及复杂网络可视化的方法等，请感兴趣的朋友关注并提出批评与意见。本文引用地址：=337442*本文仅代表博主个人观点，与科学网无关。本文标签：复杂网络NetworkX相关文章：[转载]复杂网络常见的数据和程序代码网站[转载]复杂网络资源会议视频分享：Multi-disciplinaryapproachofcomplexity,...节点度相关性对无标度网络上随机游走的影响[转载]幂率分布研究的实验数据——圣达菲研究所[转载]第六届全国复杂网络学术会议[大会日程安排]一类复杂网络的新家族：广义Farey树网络及其三维金字塔[转载]复杂网络的新应用（结构力学）揭示复杂性：从经典分形到复杂网络人群密集经济是“万堵之源”！当前推荐数：2推荐人：zhaoxingfangjinqin推荐到博客首页评论顺排[11]标题：发表评论人：[游客]binggan[2010-9-2617:32:59]ip:202.117.58.*有些人在照闫老师的方法安装的时候，可能找不到easy-install，我也是，真的没有的，就自己去下载安装一下，安装后可能也不是在Lib\site-packages目录下，我的是在scripts目录下面的easy_install。博主回复：谢谢补充，其实python的软件安装比较乱一些，可能会出现各种情况，我也没办法写得太详细了。总之祝大家好运吧，有的时候摸索还是必要的：）[10]标题：发表评论人：jgshuhaihua[2010-9-2516:52:57]老师，你说的“pywin32、matplotlib和numpy是exe文件”，为什么我按照你贴出的地址下载的文件都是.py文件，点击setup后就是控制台一闪就没有了？是我下载的文件不对吗？博主回复：可能是，我下载的都是forwin版本的，一般他都会提供两三个平台的版本。你再试一下，而且隔这么久了，版本可能会有变化，不过安装方法应该不会差别太大。祝你好运！[9]标题：发表评论人：[游客]chenziheziye[2010-7-211:54:59]ip:123.101.231.*闰老师好，我在研究通信网络，希望能用networkx做一些计算和展示，networkx有直接计算最短路径矩阵，或连接路径权矩阵的函数呀？博主回复：用shortest_path_length(G,source=None,target=None,weighted=False)方法，返回一个二维数组，如果weighted=True，输出的就是权矩阵。详见：[8]标题：发表评论人：[游客]nyjyrff[2010-7-1910:27:06]ip:125.44.152.*闫老师您好：我的系统是XP的安装pywin32、matplotlib和numpy时都提示找不到注册表，请问这个该咋办。多谢了博主回复：这个问题我都没遇到过，估计是系统本身的问题，是不是安装了一写不允许访问注册表的软件，如360等？你自己再排查一下，正常在xp上装是没有问题的。[7]标题：发表评论人：[游客]fjf[2010-7-122:28:51]ip:159.226.161.*谢谢你，我是中科院理论物理研究所的学生，现在我们组里对于复杂网络这一块很感兴趣，导师希望我做一些调研，希望与我们现在的研究项目结合起来，希望能多交流。博主回复：别客气，我的email：[e-mail][6]标题：发表评论人：[游客]fjf[2010-7-118:44:19]ip:159.226.161.*你好，请问这个工具能不能统计复杂网络中的最大cluster内包含的节点数啊？博主回复：可以的，详细请看它文档的cluster部分，任何返回一个图G的方法都可以统计节点和边的数量。[5]标题：发表评论人：[游客]蝶梦中[2010-7-19:40:18]ip:219.239.227.*非常感谢哦，我现在做毕业设计，基本上每次来您这都能找到有用的材料~博主回复：)[4]标题：发表评论人：amazon[2010-6-2119:27:48]需要单独安装easy_install工具setuptools-0.6c11.win32-py2.6.exe(md5)MSWindowsinstaller2.6博主回复：如果是在xp下，pywin是自带easy_install的，但版本可能较旧，win7下安装可能会有问题。[3]标题：发表评论人：amazon[2010-6-2119:15:28]我是windows764位。安装python-2.6.5.amd64后，安装pywin32、matplotlib和numpy，提示注册表找不到python.改安装pywin32-214.win32-py2.6，安装pywin32、matplotlib和numpy，成功。但是C:\Python26\Lib\site-packages\easy_install.py提示C:\Python26\Lib\site-packages\easy_install.pyisnotrecognizedasaninternalorexternalcommand,operableprogramorbatchfile.博主回复：不好意思，我还没用过win7，所以不好回答您的问题。抱歉[2]标题：发表评论人：[游客]kxx167[2010-6-2118:02:13]ip:219.218.100.*阎老师的共享精神真值得好好学习博主回复：不敢当，科学网博客是个很好的交流平台，希望大家都能把自己的宝贝拿出来：）复杂网络分析库NetworkX学习笔记（2）：统计指标计算无论是实际网络还是对模型网络进行分析，都离不开对网络拓扑统计指标的计算。反映网络结构与动力学特性的统计指标有很多，Costa等的CharacterizationofComplexNetworks:ASurveyofmeasurements一文对此有全面的综述，本文仅介绍一些常用的统计指标在NetworkX中如何计算。一、度、度分布NetworkX可以用来统计