IGraph使用实例——图属性创建1

1 概述

在图论中，图由顶点（vertices）和边（edges）组成，可以是无向的或有向的。图的属性是用来提供关于图、顶点或边的额外信息的数据。以下是从图论角度对图的属性的描述：

图的属性（Graph Attributes）

图的属性是与整个图相关的信息，而不是与图中的个别顶点或边相关。这些属性可以用来描述图的整体特征，例如：

图的标识符（ID）：一个唯一的标识符，用于区分不同的图。
图的名称（Name）：图的一个描述性名称，例如“社交网络图”或“交通网络图”。
图是否规则（Regularity）：布尔值，表示图中的所有顶点是否具有相同数量的边。
其他可能的属性包括图的类型（例如，是否是有向图或无向图）、图的权重信息等。

顶点的属性（Vertex Attributes）

顶点属性是与图中的每个顶点相关的信息。这些属性可以用来描述顶点的特征，例如：

顶点的值（Value）：与顶点相关的数值，可能表示顶点的重要性、权重或其他数值度量。
顶点的颜色（Color）：在某些应用中，顶点可能被赋予颜色，用于可视化或其他目的。
顶点的标签（Label）：一个字符串或数字，用于标识或分类顶点。
其他可能的属性包括顶点的度数（与顶点相连的边的数量）、顶点的类型（例如，在社交网络中，顶点可能代表不同类型的用户）等。

边的属性（Edge Attributes）

边属性是与图中的每条边相关的信息。这些属性可以用来描述边的特征，例如：

边的权重（Weight）：表示边的强度或成本，常用于表示距离、成本或流量。
边的颜色（Color）：与边相关的颜色，可能用于可视化或表示边的类型。
边的标签（Label）：用于标识或分类边的字符串或数字。
边的方向（Direction）：对于有向图，边的方向表示从一个顶点指向另一个顶点的关系。
其他可能的属性包括边的类型（例如，在交通网络中，边可能代表不同类型的道路）等。

在实际应用中，图的属性可以根据具体的领域和需求进行定制。属性的引入使得图能够更丰富地表达信息，便于进行更复杂的分析和处理。

2 运行环境

操作系统：win10 64位

编程语言：C/C++

编译平台：vs2019 x64 debug | release

igraph版本： 0.10.12

3 示例代码

这段代码的主要作用是演示如何使用igraph库来创建一个图（graph），设置图的属性（包括图的属性、顶点的属性和边的属性），然后打印出这些属性。

下面print_attributes方法实现了图数据打印功能。函数首先初始化一些向量和字符串向量来存储属性名称和类型，然后通过igraph_cattribute_list函数获取图的属性列表。之后，它遍历图的属性、顶点和边，打印出它们的属性名称和值。

// 定义函数print_attributes，接受一个指向igraph_t结构的指针作为参数
void print_attributes(const igraph_t *g) {
    // 声明变量用于存储图、顶点和边的属性类型和名称
    igraph_vector_int_t gtypes, vtypes, etypes;
    igraph_strvector_t gnames, vnames, enames;
    igraph_integer_t i, j;

    // 初始化图、顶点和边的属性类型向量
    igraph_vector_int_init(&gtypes, 0);
    igraph_vector_int_init(&vtypes, 0);
    igraph_vector_int_init(&etypes, 0);
    // 初始化图、顶点和边的属性名称字符串向量
    igraph_strvector_init(&gnames, 0);
    igraph_strvector_init(&vnames, 0);
    igraph_strvector_init(&enames, 0);

    // 获取图的属性列表
    igraph_cattribute_list(g,
                           &gnames, &gtypes,
                           &vnames, &vtypes,
                           &enames, &etypes);

    // 打印图属性
    for (i = 0; i < igraph_strvector_size(&gnames); i++) {
        printf("%s=", igraph_strvector_get(&gnames, i)); // 打印属性名称
        // 根据属性类型打印数值或字符串
        if (VECTOR(gtypes)[i] == IGRAPH_ATTRIBUTE_NUMERIC) {
            igraph_real_printf(GAN(g, igraph_strvector_get(&gnames, i))); // 打印数值属性
            putchar(' ');
        } else {
            printf("\"%s\" ", GAS(g, igraph_strvector_get(&gnames, i))); // 打印字符串属性
        }
    }
    printf("\n"); // 换行

    // 打印顶点属性
    for (i = 0; i < igraph_vcount(g); i++) {
        printf("Vertex %" IGRAPH_PRId ": ", i); // 打印顶点编号
        for (j = 0; j < igraph_strvector_size(&vnames); j++) {
            printf("%s=", igraph_strvector_get(&vnames, j)); // 打印属性名称
            // 根据属性类型打印数值或字符串
            if (VECTOR(vtypes)[j] == IGRAPH_ATTRIBUTE_NUMERIC) {
                igraph_real_printf(VAN(g, igraph_strvector_get(&vnames, j), i)); // 打印数值属性
                putchar(' ');
            } else {
                printf("\"%s\" ", VAS(g, igraph_strvector_get(&vnames, j), i)); // 打印字符串属性
            }
        }
        printf("\n"); // 换行
    }

    // 打印边属性
    for (i = 0; i < igraph_ecount(g); i++) {
        printf("Edge %" IGRAPH_PRId " (%" IGRAPH_PRId "-%" IGRAPH_PRId "): ", i, IGRAPH_FROM(g, i), IGRAPH_TO(g, i)); // 打印边编号和端点
        for (j = 0; j < igraph_strvector_size(&enames); j++) {
            printf("%s=", igraph_strvector_get(&enames, j)); // 打印属性名称
            // 根据属性类型打印数值或字符串
            if (VECTOR(etypes)[j] == IGRAPH_ATTRIBUTE_NUMERIC) {
                igraph_real_printf(EAN(g, igraph_strvector_get(&enames, j), i)); // 打印数值属性
                putchar(' ');
            } else {
                printf("\"%s\" ", EAS(g, igraph_strvector_get(&enames, j), i)); // 打印字符串属性
            }
        }
        printf("\n"); // 换行
    }

    // 销毁之前初始化的向量和字符串向量
    igraph_strvector_destroy(&enames);
    igraph_strvector_destroy(&vnames);
    igraph_strvector_destroy(&gnames);
    igraph_vector_int_destroy(&etypes);
    igraph_vector_int_destroy(&vtypes);
    igraph_vector_int_destroy(&gtypes);
}

下面的程序首先创建了一个有向图，然后设置了图的属性，包括数值类型、字符串类型和布尔类型。接着，它为一条边设置了颜色属性，并使用向量为所有顶点设置了属性"y"的值。之后，它为顶点0单独设置了属性"y"的值，并删除了图的布尔属性"is_regular"。最后，程序打印了图的最终属性。

#include <igraph.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    igraph_t graph;         // 声明一个igraph_t类型的图变量
    igraph_vector_t y;      // 声明一个igraph_vector_t类型的向量变量

    /* 启用属性处理 */
    igraph_set_attribute_table(&igraph_cattribute_table);

    /* 创建一个有向图，包含3个顶点和3条边 */
    igraph_small(&graph, 3, IGRAPH_DIRECTED, 0,1, 1,2, -1);

    /* 设置图属性 */
    /* 设置数值类型的图属性 */
    SETGAN(&graph, "id", 10); 
    /* 设置字符串类型的图属性 */
    SETGAS(&graph, "name", "toy");
    /* 设置布尔类型的图属性 */
    SETGAB(&graph, "is_regular", false);

    /* 设置边的字符串属性 */
    SETEAS(&graph, "color", 1, "RED");

    /* 设置顶点属性，使用向量 */
    igraph_vector_init(&y, igraph_vcount(&graph)); // 初始化向量，大小为顶点数
    igraph_vector_fill(&y, 1.23);                  // 用1.23填充向量
    SETVANV(&graph, "y", &y);                     // 为所有顶点设置属性"y"的值
    igraph_vector_destroy(&y);                     // 销毁向量，释放内存

    /* 设置单个顶点的数值属性 */
    SETVAN(&graph, "y", 0, -1); // 为顶点0设置属性"y"的值为-1

    /* 删除图属性 */
    DELGA(&graph, "is_regular"); // 删除属性"is_regular"

    /* 打印最终结果 */
    print_attributes(&graph); // 调用之前定义的函数打印图的属性

    /* 删除所有剩余的属性 */
    DELALL(&graph); // 删除图的所有属性

    /* 销毁图 */
    igraph_destroy(&graph); // 释放图占用的内存

    return 0; // 程序正常退出
}

4 运行结果

下面是对这些输出结果的解释：

id=10 name="toy": 这部分显示了图的属性。id 是一个数值属性，值为 10；name 是一个字符串属性，值为 "toy"。
Vertex 0: y=-1: 这表示顶点 0 的属性 y 的值为 -1。这是通过 SETVAN 函数单独为顶点 0 设置的。
Vertex 1: y=1.23: 这表示顶点 1 的属性 y 的值为 1.23。这是通过 SETVANV 函数使用向量 y 为所有顶点设置的属性值。
Vertex 2: y=1.23: 这与顶点 1 相同，属性 y 的值也为 1.23。
Edge 0 (0-1): color="": 这表示边 0（从顶点 0 到顶点 1）的属性 color 没有被设置，因此显示为空字符串。
Edge 1 (1-2): color="RED": 这表示边 1（从顶点 1 到顶点 2）的属性 color 被设置为 "RED"。