r - 在 R/igraph 中可视化具有 3 层(三方)的图/网络

Question

我有一个“分层”网络，有 3 层，比如说 parent (P)、 child (C)、孙子(G)。边缘总是指向年轻一代(专利->子代、子代->孙子代或父代->孙子代)。同一代的顶点之间没有边。
该图由 3 个边列表(P_C、C_G、P_C)表示。下面给出一个简短的例子。

1)这种图/网络的正确术语是什么？三方图？因此，我认为这是一个特殊情况，因为缺乏反向连接。

2)我如何将它表示为R(igraph)中的图形对象？

3)我能否以描绘“层”的方式绘制图形，每个组(P，C，GC)的所有顶点在相同的x坐标上对齐，从左侧的P开始，中间的C和GC 对吗？

4)考虑到数据的分层性质，我可以检查具有这种结构的图之间的图同构。 (我知道对于常规图，它是 graph.isomorphic() 函数)。

edge_P_C <- read.table(text="P C
A B
A C", header=T)

edge_C_G <- read.table(text="C G
B D
B E
C F", header=T)

edge_P_G <- read.table(text="P G
A G", header=T)

Answer 1

1. 期限

我想你可以说它是一个三方图，但我不确定这个术语是否用于有向图。

2. 创建图表

要创建图形对象(使用 igraph 包)，只需 rbind所有边缘并使用 igraph.data.frame 创建它。在绑定(bind)之前，列名必须匹配。

all_edges <- do.call(rbind,
  lapply( list(edge_C_G, edge_P_C, edge_P_G), function(x) setNames(x, c("1","2")) )
)

g1 <- graph.data.frame(d = all_edges, directed = TRUE)

3. 情节

您需要在每个顶点上设置图层属性。据我了解，该层由输入数据(三个表)隐式定义:

v_layers_df <- unique( rbind(
  expand.grid( ID = edge_P_C$P, Layer = 1),
  expand.grid( ID = edge_P_G$P, Layer = 1),
  expand.grid( ID = edge_P_C$C, Layer = 2),
  expand.grid( ID = edge_C_G$C, Layer = 2),
  expand.grid( ID = edge_C_G$G, Layer = 3),
  expand.grid( ID = edge_P_G$G, Layer = 3)
))

v_layers <- setNames( v_layers_df$Layer, v_layers_df$ID)
V(g1)$layer <- v_layers[V(g1)$name]

使用顶点上的 layer 属性，您可以在自己的布局函数中使用它(修改 Sugiyama):

layout.k_partite <- function(g) {
  l <- layout.sugiyama(g)$layout[,2:1]
  l[,1] <- V(g1)$layer
  l[,2] <- - l[,2] + 1 + max(l[,2])
  l
}

并以这种方式使用它:

plot(g1, layout = layout.k_partite(g1))

4. 同构
graph.isomorphic以及来自 igraph 的其他功能包应该执行得很好。