Pyviz - ספרייה להצגת גרפים אינטראקטיביים

אחרי שבמדריכים הקודמים בסדרה על יישום גרפים בפייתון למדנו מהם גרפים וייצוג של גרפים באמצעות רשימת סמיכויות adjacency list. במדריך זה נסביר על ספריית PyViz של פייתון המשמשת להצגת גרפים באופן אינטראקטיבי.

איך מתחילים ליצור גרפים באמצעות PyViz ב-5 צעדים

1. מתקינים את PyViz מהטרמינל/שורת הפקודות:

   $ pip install pyvis

2. בתוך הסקריפט עצמו. מייבאים את המודולים הדרושים לנו לצורך עבודה:

   from pyvis.network import Network

3. יוצרים אובייקט של הקלאס Network:

   # Instantiate a network class instance
   net = Network()

4. מוסיפים צמתים באמצעות המתודה add_node() ומוסיפים קשתות באמצעות המתודה add_edge(). לכל צומת וקשת חייב להיות ID ייחודי:

   # Add the first node
   net.add_node(1, label='Node 1')
   
   # Add a second node. ID must be unique
   net.add_node(2, label='Node 2')
   
   # Add an edge
   net.add_edge(1, 2, label='Edge')
   
   # Add a third node. Label is not required
   net.add_node(2, label='Node 2')

5. כדי להציג את הגרף משתמשים במתודה show():

   net.show("graph.html")

   • המתודה show() מקבלת פרמטר עם שם הקובץ. אם רוצים HTML אינטראקטיבי שם הקובץ צריך להכיל סיומת "HTML".

נריץ ונקבל תצוגה מבוססת HTML בדפדפן אשר מאפשרת אינטראקציה עם הגרף. אפשר להניח את העכבר על כל אחד מהצמתים ולהניע אותה באמצעות העכבר. התחושה היא של כדורים המחוברים ביניהם באמצעות קפיצים ונעים לפי חוקים פיזיקליים.

איך להוסיף צמתים nodes?

נגדיר שתי רשימות: "nodes" שהיא רשימת ה-ID כמחרוזות, ו-"node_names" המכילה שמות בעלי חיים:

from pyvis.network import Network

net = Network()

# Add a list of nodes
nodes = ["1", "2", "3", "4", "5"]
node_names = ["Lion", "Tiger", "Elephant", "Giraffe", "Zebra"]

# Add the nodes to the network
net.add_nodes(nodes, label=node_names)

# Visualize the graph
net.show('graph.html')

• השתמשנו במתודה-add_nodes() כדי להוסיף רשימה.

נריץ את הקוד ונקבל:

אנחנו יכולים להגדיר את הצבע של כל node, וזה מה שיעשה הקוד הבא:

# Set the colors for each node

from pyvis.network import Network
import random

net = Network()

# Define 5 nodes with IDs and names related to the animal kingdom
nodes = ["1", "2", "3", "4", "5"]
node_names = ["Lion", "Tiger", "Elephant", "Giraffe", "Zebra"]

# Define a colorful color palette
color_palette = ["#5E8C6A", "#7C6F85", "#ABABD9", "#D98B5B", "#92BFB1"]

# Add the nodes to the network with unique colors
for i in range(len(nodes)):
    net.add_node(nodes[i], label=node_names[i], color=random.choice(color_palette))

# Visualize the graph
net.show('graph.html')

• בדוגמה השתמשנו ב-add_node() כי את הצמתים הוספנו אחד אחד

התוצאה:

איך להוסיף קשתות edges?

אחרי שהוספנו צבעים, נוסיף קשתות שיחברו בין הצמתים:

from pyvis.network import Network
import random

net = Network()

# Define 5 nodes with IDs and names related to the animal kingdom
nodes = ["1", "2", "3", "4", "5"]
node_names = ["Lion", "Tiger", "Elephant", "Giraffe", "Zebra"]

# Define a color palette
color_palette = ["#5E8C6A", "#7C6F85", "#ABABD9", "#D98B5B", "#92BFB1"]

# Add the nodes to the network with unique colors
for i in range(len(nodes)):
    net.add_node(nodes[i], label=node_names[i], color=random.choice(color_palette))

# Add edges to create a simple interconnected network
net.add_edge("1", "2")
net.add_edge("2", "3")
net.add_edge("3", "4")
net.add_edge("4", "5")
net.add_edge("5", "1")

# Visualize the graph
net.show('graph.html')

התוצאה:

אפשר לגרום לזה שחלק מה-edges יקבלו משקל גבוה יותר. לדוגמה, שהקשר בין 4 ל-5 ובין 1 ל-5 יהיה חזק פי 10:

# Add edges to create a simple interconnected 
network net.add_edge("1", "2") 
net.add_edge("2", "3") 
net.add_edge("3", "4") 
# Stronger connection between nodes 4 and 5
net.add_edge("4", "5", width=10) 
# Stronger connection between nodes 5 and 1
net.add_edge("5", "1", width=10) 

התוצאה:

עכשיו הכל ביחד:

# All together now

from pyvis.network import Network
import random

net = Network()

# Define 5 nodes with IDs and names related to the animal kingdom
nodes = ["1", "2", "3", "4", "5"]
node_names = ["Lion", "Tiger", "Elephant", "Giraffe", "Zebra"]

# Define a color palette
color_palette = ["#5E8C6A", "#7C6F85", "#ABABD9", "#D98B5B", "#92BFB1"]

# Add the nodes to the network with unique colors
for i in range(len(nodes)):
    net.add_node(nodes[i], label=node_names[i], color=random.choice(color_palette))

# Add edges to create a simple interconnected network
net.add_edge("1", "2")
net.add_edge("2", "3")
net.add_edge("3", "4")
# Stronger connection between nodes 4 and 5
net.add_edge("4", "5", width=10) 
# Stronger connection between nodes 5 and 1
net.add_edge("5", "1", width=10) 

# Visualize the graph
net.show('graph.html') 

את כל היתר אפשר למצוא בתיעוד הרשמי של ספריית PyViz

מדריכים נוספים בסדרה ללימוד פייתון שעשויים לעניין אותך

יישום תורת הגרפים בפייתון - חלק א

יישום רשימת סמיכויות adjacency list - חלק ב בסדרה על גרפים

חלק ג בסדרה על גרפים - Pyviz - ספרייה להצגת גרפים אינטראקטיביים

הבנת אלגוריתם חיפוש לרוחב - BFS - סריקה של גרפים ומציאת הנתיב הקצר ביותר

אלגוריתם חיפוש לעומק DFS - מהבנה ליישום

אלגוריתם דייקסטרה Dijkstra למציאת הנתיב הקצר ביותר בגרף ממושקל

לכל המדריכים בסדרה ללימוד פייתון

אהבתם? לא אהבתם? דרגו!

0 הצבעות, ממוצע 0 מתוך 5 כוכבים