如何將邊權重分配給 R igraph 中的某些邊

Question

我想為最短路徑中使用的某些邊分配一個小的、非負的邊權重。 這是一個示例圖：

library(igraph)
data <- read.table(text="
1 2
1 4
1 5
2 3
2 4
3 4
5 7
5 8
3 6", header=FALSE)
gmatrix <- data.matrix(data, rownames.force = NA) #convert into a matrix to use in igraph
g <- graph_from_edgelist(gmatrix, directed = FALSE) 

如果我找到節點 1 和節點 3 之間的最短路徑，則使用的邊是 1-2 和 1-3。

get.shortest.paths(g, 1,3)
$vpath
$vpath[[1]]
+ 3/9 vertices, from 634c426:
[1] 1 2 3

我想要做的是為這些邊分配一個小的 epsilon 值。 然后，我想調用get.shortest.paths(g, 1,3)來測試該函數是否會識別相同的路徑。

Answer 1

好的，這個我可以幫忙：

使用E()查詢帶有從get.shortest.paths的 id 的邊，並將值分配給新的邊屬性名稱（例如，“重量”或其他名稱）：

p <- get.shortest.paths(g, 1, 3)$vpath[[1]]

E(g, path = p)$weight <- 0.1

檢查結果：

> E(g)
+ 9/9 edges from 605e8c7:
[1] 1--2 1--4 1--5 2--3 2--4 3--4 5--7 5--8 3--6
> E(g)$weight
[1] 0.1  NA  NA 0.1  NA  NA  NA  NA  NA

從 1 到 2 和 2 到 3 的路徑現在具有加權邊。

現在，將零分配給其他邊，“get.shortest.paths”標識另一條路徑：

> E(g)$weight <- ifelse(is.na(E(g)$weight), 0, E(g)$weight)
> E(g)$weight
[1] 0.1 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
> get.shortest.paths(g, 1, 3, weights = E(g)$weight)
$vpath
$vpath[[1]]
+ 3/8 vertices, from 605e8c7:
[1] 1 4 3


$epath
NULL

$predecessors
NULL

$inbound_edges
NULL

更簡潔一點：

g <- set_edge_attr(g, "weight", value = ifelse(E(g) %in% E(g, path = p), 0.1, 0))

E(g)$weight
[1] 0.1 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Answer 2

在接下來的代碼中，我將使用函數all_shortest_paths而不是get.shortest.paths來獲取所有最短路徑。 這是因為我稍后會為其中之一的邊緣分配權重。

詢問的路徑在頂點3和5之間，因為有兩條路徑。

首先，看看get.shortest.paths返回什么。

get.shortest.paths(g, 3, 5)
#$vpath
#$vpath[[1]]
#+ 4/8 vertices, from 98e8e26:
#[1] 3 2 1 5
#
#
#$epath
#NULL
#
#$predecessors
#NULL
#
#$inbound_edges
#NULL

該函數僅返回一個路徑： 3 2 1 5 。 但是頂點3和5之間有兩條最短路徑。

p <- all_shortest_paths(g, 3, 5)
p
#$res
#$res[[1]]
#+ 4/8 vertices, from fc330b4:
#[1] 3 2 1 5
#
#$res[[2]]
#+ 4/8 vertices, from fc330b4:
#[1] 3 4 1 5
#
#
#$nrgeo
#[1] 2 1 1 1 2 1 0 0

現在將epsilon權重分配給其中一條路徑的邊緣，即第一個。

E(g, path = p$res[[1]])$weight <- .Machine$double.eps^0.5
E(g)$weight
#[1] 1.490116e-08           NA 1.490116e-08 1.490116e-08           NA
#[6]           NA           NA           NA           NA

再次獲取所有最短路徑。

all_shortest_paths(g, 3, 5)
#$res
#$res[[1]]
#+ 4/8 vertices, from fc330b4:
#[1] 3 4 1 5
#
#
#$nrgeo
#[1] 1 0 1 1 1 1 0 0

現在只有一條路徑，路徑3 4 1 5 ，以前的路徑p$res[[1]]現在更重，不再是最短路徑。

而get.shortest.paths也返回一條路徑。

get.shortest.paths(g, 3, 5)
#$vpath
#$vpath[[1]]
#+ 4/8 vertices, from 98e8e26:
#[1] 3 4 1 5
#
#
#$epath
#NULL
#
#$predecessors
#NULL
#
#$inbound_edges
#NULL

編輯。

繼評論用戶paqmo ，下面的代碼使用的唯一功能get.shortest.paths獲得的最短路徑。 給它的邊分配權重后，同一個函數返回的路徑不再是p2 ，它和上面的代碼一樣。

只有在沒有權重屬性的情況下重新初始化圖形時，此代碼才有意義。

p2 <- get.shortest.paths(g, 3, 5)
p2
#$vpath
#$vpath[[1]]
#+ 4/8 vertices, from 61bfc89:
#[1] 3 2 1 5
#
#
#$epath
#NULL
#
#$predecessors
#NULL
#
#$inbound_edges
#NULL


E(g, path = p2$vpath[[1]])$weight <- .Machine$double.eps^0.5
E(g)$weight
get.shortest.paths(g, 3, 5)
#$vpath
#$vpath[[1]]
#+ 4/8 vertices, from 61bfc89:
#[1] 3 4 1 5
#
#
#$epath
#NULL
#
#$predecessors
#NULL
#
#$inbound_edges
#NULL