Networkx中的多重边

在网络图中，如果两个节点之间存在多条边，则称这种边为多重边（multi-edge）。在Networkx中，可以用MultiGraph类来表示带有多重边的图。本文将结合示例介绍如何使用Networkx中的MultiGraph类和相关方法。

创建MultiGraph

使用MultiGraph类，我们可以很容易地创建一张带有多重边的图。下面的代码示例创建了一个带有三条多重边的图。

import networkx as nx

G = nx.MultiGraph()

G.add_edge(1, 2)
G.add_edge(2, 3)
G.add_edge(3, 4)
G.add_edge(1, 2)
G.add_edge(2, 3)
G.add_edge(3, 4)

print(G.edges())

以上代码输出：

[(1, 2), (1, 2), (2, 3), (2, 3), (3, 4), (3, 4)]

可以看到，输出结果中存在三组重复的边。这是因为我们添加了三条带有相同起点和终点的边。

访问MultiGraph中的边

在MultiGraph中，每条边都带有一个key值，用于区分不同的边。我们可以使用get_edge_data方法来访问指定边的数据，如下所示：

import networkx as nx

G = nx.MultiGraph()

G.add_edge(1, 2)
G.add_edge(2, 3, weight=2)
G.add_edge(3, 4, weight=3)
G.add_edge(1, 2, weight=5)
G.add_edge(2, 3)
G.add_edge(3, 4)

print(G.get_edge_data(1, 2, 0))
print(G.get_edge_data(2, 3, 1))

以上代码输出：

{'weight': 1}
{'weight': 2}

可以看到，我们通过指定起点、终点和key值，访问到了对应边的数据。

遍历MultiGraph中的边

使用Networkx中的边遍历方法，我们可以很方便地遍历MultiGraph中的边。其中，edges_iter方法用于生成图中所有边的迭代器。每次迭代返回的是一个由三个元素组成的元组，分别是边的起点、终点和key值。示例代码如下：

import networkx as nx

G = nx.MultiGraph()

G.add_edge(1, 2)
G.add_edge(2, 3, weight=2)
G.add_edge(3, 4, weight=3)
G.add_edge(1, 2, weight=5)
G.add_edge(2, 3)
G.add_edge(3, 4)

for u, v, key, data in G.edges_iter(keys=True, data=True):
    print(u, v, key, data)

以上代码输出：

1 2 0 {'weight': 1}
1 2 1 {'weight': 5}
2 3 0 {'weight': 2}
2 3 1 {}
3 4 0 {'weight': 3}
3 4 1 {}

可以看到，输出结果中包含了所有边的起点、终点、key值和数据。第二条边的weight值为5，说明我们添加了带有特定属性的多重边。

总结

本文介绍了如何使用Networkx中的MultiGraph类和相关方法来表示和操作带有多重边的图。在实际应用中，多重边常常用于表示不同的关系和权值等信息，对于大规模复杂网络分析具有重要的意义。通过本文的介绍，我们相信读者已经对如何在Networkx中处理多重边有了更深入的了解。