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#igraph 包介绍

igraph是一个用于网络分析的库和R包。

##igraph的作用

igraph库的主要目标是提供一组数据类型和功能，以实现以下目的：1）轻松实现图形算法，2）快速处理具有数百万个顶点和边的大型图形，3）允许通过R语言快速进行网络模型制作。

##Igraph中的图

图有一个类' Igraph '。下面是一个示例，一个使用make_ring创建的环形图:

IGRAPH U--- 10 10 -- Ring graph
+ attr: name (g/c), mutual (g/x), circular (g/x)

• ' IGRAPH '表示这是一个IGRAPH图。

• 后面是表示图的类型的四个字符:第一个是' U '表示无向图，' D '表示有向图；第二个是' N '标记命名的图。第三个是“W”表示边设置了权重。第四是二部图的“B表示图是双向的。

• 再后面的两个数字表示顶点和边的数量。

• 双破折号之后，图的名字

如果想查看图形的边，可以使用print_all函数:

> print_all(g)
IGRAPH badcafe U--- 10 10 -- Ring graph
+ attr: name (g/c), mutual (g/x), circular (g/x)
+ edges:
[1] 1-- 2 2-- 3 3-- 4 4-- 5 5-- 6 6-- 7 7-- 8 8-- 9 9--10 1--10

##创建图

要创建具有给定结构的小图形，graph_from_literal函数可能是最简单的。它使用R的公式界面，它的手册页包含了许多示例。另一种选择是graph函数，它直接接受数值顶点id。graph.atlas从 Graph Atlas创建图，make_graph 函数可以创建一些特殊的图。

igraph中有很多用于创建图的函数，有确定性的，也有随机的;随机图构造器称为‘games’。

要从字段数据创建图，graph_from_edgelist、graph_from_data_frame和graph_from_adjacency_matrix可能是最好的选择。

igraph包括一些经典的随机图，如Erdos-Renyi GNP and GNM graphs (sample_gnp, sample_gnm)，以及一些最近流行的模型，如preferential attachment (sample_pa) and the small-world model (sample_smallworld)。

对于边也是一样，边id总是在1到m之间，m是图中边的总数。

##顶点和边IDs

顶点和边在igraph中都有数值的顶点id。顶点id从1开始，总是连续的。即对于一个有n个顶点的图，顶点id在1到n之间。如果某些操作改变了图中的顶点数，例如通过induced_subgraph创建了一个子图，那么顶点将重新编号以满足这个条件。

##属性

在igraph中，可以将属性赋给图的顶点或边，或者赋给图本身。igraph提供了基于属性值选择一组顶点或边的灵活构造，有关详细信息，请参阅vertex_attr、V和E。

一些顶点/边/图属性被特殊处理。其中一个是“name”属性。这用于打印图形，而不是数字id(如果存在)。在所有igraph函数中，顶点名称也可以用来指定一个向量或顶点集。例如，度有一个v参数，它给出了度被计算的顶点。这个参数可以作为顶点名称的字符向量给出。

边也可以有一个“name”属性，这也是特别处理的。就像顶点一样，边也可以根据它们的名字来选择，例如在delete_edges和其他函数中。

我们注意到，顶点名称也可以用来选择边。形式“from|to”，其中“from”和“to”是顶点名称，选择一个单一的，可能是有方向的，从“from”到“to”的边。这两种形式也可以在同一个边选择器中混合。

如果您使用save和load来存储/检索图形，那么所有的属性值都将被保留。

##可视化

igraph提供了三种不同的可视化方法。首先是情节。igraph函数。(实际上你不需要写情节。igraph, plot就够了。这个函数使用常规的R图形，可以与任何R设备一起使用。

第二个函数是tkplot，它使用一个Tk GUI来进行基本的交互式图形操作。(Tk非常需要资源，所以不要对非常大的图尝试这种方法。)

第三种方法需要rgl包并使用OpenGL。

##文件格式

igraph可以处理各种图形文件格式，通常用于读写。我们建议对图形使用GraphML文件格式，除非图形太大。对于较大的图形，建议采用更简单的格式。有关详细信息，请参阅read_graph和write_graph。

#安装

## Download and install the package
install.packages("igraph")

## \## Load package
library(igraph)

##示例

## A simple example with a couple of actors
## The typical case is that these tables are read in from files....
#节点名称和属性定义，数据可以先整理成数据框格式。
> actors <- data.frame(name=c("Alice", "Bob", "Cecil", "David",
                            "Esmeralda"),
                     age=c(48,33,45,34,21),
                     gender=c("F","M","F","M","F"))
                     
name age gender
Alice  48      F
Bob  33      M
Cecil  45      F
David  34      M
Esmeralda  21      F

#构建边的信息，包括起始位置等
> relations <- data.frame(from=c("Bob", "Cecil", "Cecil", "David",
                               "David", "Esmeralda"),
                        to=c("Alice", "Bob", "Alice", "Alice", "Bob", "Alice"),
                        same.dept=c(FALSE,FALSE,TRUE,FALSE,FALSE,TRUE),
                        friendship=c(4,5,5,2,1,1), advice=c(4,5,5,4,2,3))
                        
from    to same.dept friendship advice
Bob Alice     FALSE          4      4
Cecil   Bob     FALSE          5      5
Cecil Alice      TRUE          5      5
David Alice     FALSE          2      4
David   Bob     FALSE          1      2
Esmeralda Alice      TRUE          1      3

#使用数据框创建igraph图；directed参数设置是否构建有向图
> g <- graph_from_data_frame(relations, directed=TRUE, vertices=actors)
> print(g, e=TRUE, v=TRUE)
> plot(g)

network

## The opposite operation
as_data_frame(g, what="vertices")
as_data_frame(g, what="edges")

#参考：

igraph development team
igraph Tutorials

系列文章：
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