NetworkX是一個(gè)圖論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)網(wǎng)絡(luò)建模工具，為了方便我們進(jìn)行分析網(wǎng)絡(luò)，方針建模等工作，它里面內(nèi)置了常用的圖與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分析算法。最近在用來做community detection，下面是一些使用方法我經(jīng)驗(yàn)介紹，與大家分享。
首先就是安裝networkx與Python開發(fā)環(huán)境，安裝很簡(jiǎn)單，不熟悉的話按照下面的步驟一次安裝就行了。
首先到http://pypi.python.org/pypi/networkx/下載networkx-1.1-py2.6.egg，到http://sourceforge.net/projects/pywin32/下載pywin32-214.win32-py2.6.exe。如果要用Networkx的制圖功能，還要去下載matplotlib和numpy，地址分別在http://sourceforge.net/projects/matplotlib/和http://sourceforge.net/projects/numpy/files/。注意都要用Python 2.6版本的。
上邊四個(gè)包中，pywin32、matplotlib和numpy是exe文件，按提示一路next，比較容易安裝。而NetworkX是個(gè)egg文件，安裝稍微麻煩，需要用easyinstall安裝。具體方法：
啟動(dòng)DOS控制臺(tái)（在“運(yùn)行”里輸入cmd），輸入C:Python26Libsite-packageseasy_install.py C:networkx-1.1-py2.6.egg，回車后會(huì)自動(dòng)執(zhí)行安裝。注意我是把networkx-1.1-py2.6.egg放到了C盤根目錄，讀者在安裝時(shí)應(yīng)該具體根據(jù)情況修改路徑。
安裝完成后，啟動(dòng) “開始 - 程序 - ActiveState ActivePython 2.6 (32-bit) - PythonWin Editor”，在shell中輸入：
import networkx as nx
print nx
如果能輸出：
說明Networkx已經(jīng)安裝好了，可以正常調(diào)用。
關(guān)于Python語言，如果沒有接觸過可以找一本Python的語法書來看看（推薦《Python 精要參考(第二版)》，網(wǎng)上有電子版）。這個(gè)語言很簡(jiǎn)單易學(xué)，只要有點(diǎn)編程基礎(chǔ)，幾天就可以學(xué)會(huì)它，然后就可以自如的運(yùn)用它調(diào)用NetworkX了。
接下來建立圖和網(wǎng)絡(luò)：
1、無向圖
在PythonWin 的Shell里輸入：
import networkx as nx??????????????????????????? #導(dǎo)入NetworkX包，為了少打幾個(gè)字母，將其重命名為nx
G = nx.Graph()??????????????????????????????????????? #建立一個(gè)空的無向圖G
G.add_node(1)??????????????????????????????????????? #添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)1
G.add_edge(2,3)???????????????????????????????????? #添加一條邊2-3（隱含著添加了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)2、3）
G.add_edge(3,2)???????????????????????????????????? #對(duì)于無向圖，邊3-2與邊2-3被認(rèn)為是一條邊
print G.nodes()?????????????????????????????????????? #輸出全部的節(jié)點(diǎn)： [1, 2, 3]
print G.edges()?????????????????????????????????????? #輸出全部的邊：[(2, 3)]
print G.number_of_edges()??????????????????? #輸出邊的數(shù)量：1
這樣就可以建立一個(gè)簡(jiǎn)單的無向圖了。如果你的數(shù)據(jù)是存在文件里的，可以循環(huán)從文件中讀取節(jié)點(diǎn)和邊添加到G中。
2 無向圖
有向圖有向圖的建立方式和無向圖基本類似，只是在上述代碼的第二行，將G = nx.Graph() 改為 G = nx.DiGraph() 。需要注意的是，此時(shí)再添加邊3-2與邊2-3，則被認(rèn)為是兩條不同的邊（可以試著運(yùn)行上述代碼，自己查看結(jié)果）。同時(shí)，有向圖和無向圖是可以相互轉(zhuǎn)化的，分別用到Graph.to_undirected()
Graph.to_directed()兩個(gè)方法。
3、加權(quán)圖（網(wǎng)絡(luò)）
有向圖和無向圖都可以給邊賦予權(quán)重，用到的方法是add_weighted_edges_from，它接受1個(gè)或多個(gè)三元組[u,v,w]作為參數(shù)，其中u是起點(diǎn)，v是終點(diǎn)，w是權(quán)重。
例如：G.add_weighted_edges_from([(0,1,3.0),(1,2,7.5)])添加0-1和1-2兩條邊，權(quán)重分別是3.0和7.5。如果想讀取權(quán)重，可以使用get_edge_data方法，它接受兩個(gè)參數(shù)u和v，即邊的起訖點(diǎn)。
例如：print G.get_edge_data(1,2)??????????????????
#輸出{'weight': 7.5}，這是一個(gè)字典結(jié)構(gòu)，可以查看python語法了解它的用法。
然后調(diào)用圖算法
NetworkX提供了常用的圖論經(jīng)典算法，例如DFS、BFS、最短路、最小生成樹、最大流等等，非常豐富，如果不做復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，只作圖論方面的工作，也可以應(yīng)用NetworkX作為基本的開發(fā)包。具體的算法調(diào)用方法我就不一一介紹了，可以瀏覽NX的在線手冊(cè)http://networkx.lanl.gov/reference/algorithms.html，對(duì)每個(gè)算法都提供了詳細(xì)的幫助文檔和示例。下面只給出一個(gè)最短路算法的例子：
path=nx.all_pairs_shortest_path(G)????
#調(diào)用多源最短路徑算法，計(jì)算圖G所有節(jié)點(diǎn)間的最短路徑
print path[0][2]????????????????????????????????????
#輸出節(jié)點(diǎn)0、2之間的最短路徑序列： [0, 1, 2]
小結(jié)
作為NetworkX學(xué)習(xí)筆記的第一部分，今天先簡(jiǎn)單介紹下NetworkX的安裝與基本使用方法。后邊有時(shí)間會(huì)陸續(xù)介紹：用NetworkX進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算、典型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模（隨機(jī)圖、小世界、無標(biāo)度等）以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可視化的方法等，請(qǐng)感興趣的朋友關(guān)注并提出批評(píng)與意見。
