NetworkXでノードごとに異なる形を設定する

はじめに

NetworkXでグラフを描画する際、ノードごとに異なる形を設定したいときがあります。例えば、以下のように一部のノードを円形、他のノードを四角形にする、みたいな感じです。

複数種類のノードを使いたい場合や、特定のノードを強調表示したい場合に役に立つと思います。

実装方法

コード

ノード 0, 1 を円形、ノード 2, 3 を四角形で描画するコードです。

import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

# ランダムなグラフを生成
G = nx.gnm_random_graph(n=4, m=4, seed=42)

# ノードの形を設定
node_shapes = {
    "o": [0, 1],  # 円形ノード
    "s": [2, 3]   # 四角形ノード
}

# ノードの配置を決定
pos = nx.spring_layout(G)

plt.figure(figsize=(5, 5))

# 形ごとにノードを描画
for shape, nodes in node_shapes.items():
    nx.draw_networkx_nodes(
        G,
        pos=pos,
        nodelist=nodes,
        node_color="skyblue",
        node_size=700,
        node_shape=shape
    )
    
# エッジを描画
nx.draw_networkx_edges(G, pos=pos)

# ノードのラベルを描画
nx.draw_networkx_labels(G, pos)

plt.axis('off')  # 軸を非表示にする
plt.show()

実行結果

解説

networkx の描画関数として一般的に使われるnx.drawでは、ノードの形を一括で変更することはできます。

nx.draw(G, node_shape='s')  # すべてのノードを四角形にする

しかし、「ノードごとに異なる形状を設定する」ことはできません。
解決策として、形状ごとに分けてノードを描画します。

そのために、nx.draw_networkx_nodesを使います。これはノードだけを描画する関数で、指定したノードだけを描画できます。

# 形ごとにノードを描画
for shape, nodes in node_shapes.items():
    nx.draw_networkx_nodes(
        G,
        pos=pos,
        nodelist=nodes,
        node_color="skyblue",
        node_size=700,
        node_shape=shape
    )
    
# エッジを描画
nx.draw_networkx_edges(G, pos=pos)

おわりに

複数種類のノードがあるネットワークも多いです。そういう場合、ノードの形を変えることで情報を分かりやすく伝えられます。ぜひ試してみてください。