如何将 matplotlib 与 igraph 一起使用？

Question

如何在 python-igraph 中实现的现有图形中添加统计图形（图、轴、图表等）？我对 matplotlib 特别感兴趣，因为我有使用这个库的经验。

在我的例子中，igraph 被用于不同的布局选项。我当前的网络部分限制了 x 维度，而 y 由布局更改。我想在图表底部添加一个条形图，以列出与网络节点的 x 坐标相关的值的频率。

（我没有使用 scipy/ipython/pandas 库，反正还没有）

Answer 1

这不是一个完整的答案，但是作为评论发布太长了，所以我将其作为答案发布。随意扩展/编辑它。

不久前（嗯，五年多以前）我尝试过将python-igraph 和matplotlib 结合起来，总体结论是可以将两者结合起来，但方式相当复杂。

首先，只有当您使用 Cairo 作为 matplotlib 的绘图后端时，该组合才有效，因为 python-igraph 使用 Cairo 作为图形绘图后端（并且它不支持任何其他绘图后端）。

接下来，关键技巧是您可以以某种方式提取 Matplotlib 图形的 Cairo 曲面，然后将此曲面作为绘图目标传递给 igraph 的 plot() 函数 - 在这种情况下，igraph 不会创建单独的图形，而是刚开始在给定的表面上绘图。然而，在我尝试这个的时候，Matplotlib 中没有公共 API 可以从图形中提取开罗表面，所以我不得不求助于未记录的 Matplotlib 属性和函数，所以整个事情非常脆弱，它取决于很大程度上依赖于我使用的特定版本的 Matplotlib - 但它确实有效。

整个过程总结在igraph-help邮件列表上的this thread。在线程中，我提供了以下 Python 脚本作为概念验证，为了完整起见，我将其复制在这里：

from matplotlib.artist import Artist
from igraph import BoundingBox, Graph, palettes

class GraphArtist(Artist):
    """Matplotlib artist class that draws igraph graphs.

    Only Cairo-based backends are supported.
    """

    def __init__(self, graph, bbox, palette=None, *args, **kwds):
        """Constructs a graph artist that draws the given graph within
        the given bounding box.

        `graph` must be an instance of `igraph.Graph`.
        `bbox` must either be an instance of `igraph.drawing.BoundingBox`
        or a 4-tuple (`left`, `top`, `width`, `height`). The tuple
        will be passed on to the constructor of `BoundingBox`.
        `palette` is an igraph palette that is used to transform
        numeric color IDs to RGB values. If `None`, a default grayscale
        palette is used from igraph.

        All the remaining positional and keyword arguments are passed
        on intact to `igraph.Graph.__plot__`.
        """
        Artist.__init__(self)

        if not isinstance(graph, Graph):
            raise TypeError("expected igraph.Graph, got %r" % type(graph))

        self.graph = graph
        self.palette = palette or palettes["gray"]
        self.bbox = BoundingBox(bbox)
        self.args = args
        self.kwds = kwds

    def draw(self, renderer):
        from matplotlib.backends.backend_cairo import RendererCairo
        if not isinstance(renderer, RendererCairo):
            raise TypeError("graph plotting is supported only on Cairo backends")
        self.graph.__plot__(renderer.gc.ctx, self.bbox, self.palette, *self.args, **self.kwds)


def test():
    import math

    # Make Matplotlib use a Cairo backend
    import matplotlib
    matplotlib.use("cairo.pdf")
    import matplotlib.pyplot as pyplot

    # Create the figure
    fig = pyplot.figure()

    # Create a basic plot
    axes = fig.add_subplot(111)
    xs = range(200)
    ys = [math.sin(x/10.) for x in xs]
    axes.plot(xs, ys)

    # Draw the graph over the plot
    # Two points to note here:
    # 1) we add the graph to the axes, not to the figure. This is because
    #    the axes are always drawn on top of everything in a matplotlib
    #    figure, and we want the graph to be on top of the axes.
    # 2) we set the z-order of the graph to infinity to ensure that it is
    #    drawn above all the curves drawn by the axes object itself.
    graph = Graph.GRG(100, 0.2)
    graph_artist = GraphArtist(graph, (10, 10, 150, 150), layout="kk")
    graph_artist.set_zorder(float('inf'))
    axes.artists.append(graph_artist)

    # Save the figure
    fig.savefig("test.pdf")

    print "Plot saved to test.pdf"

if __name__ == "__main__":
    test()

一个警告：我没有测试上面的代码，我现在不能测试它，因为我的机器上现在没有 Matplotlib。它曾经在五年前与当时的 Matplotlib 版本 (0.99.3) 一起工作。如果不进行重大修改，它现在可能无法运行，但它显示了总体思路，希望它不会太复杂而无法适应。

如果您设法使它适合您，请随时编辑我的帖子。