pandas DF 中的组连接图

Question

我有一个 pandas DF，其中每列代表一个节点，两列代表一条边，如下所示：

 import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'node1': ['2', '4','17', '17', '205', '208'],
               'node2': ['4', '13', '25', '38', '208', '300']})

所有节点都是无向的，即您可以从一个节点到达另一个节点undirected_graph

我想将它们分组到所有连接的组中 (Connectivity)，如下所示：

df = pd.DataFrame({'node1': ['2', '4','17', '17', '205', '208'],
           'node2': ['4', '13', '25', '38', '208', '300']
            ,'desired_group': ['1', '1', '2', '2',  '3', '3']})

例如，前两行之所以被分组，是因为它可以从节点 2 到达节点 13（通过 4）。

我设法找到的最接近的问题是这个：但据我了解，这是一个不同的问题。

在此先感谢任何帮助。

Answer 1

使用networkxconnected_components

import networkx as nx

G=nx.from_pandas_edgelist(df, 'node1', 'node2')

l=list(nx.connected_components(G))

L=[dict.fromkeys(y,x) for x, y in enumerate(l)]

d={k: v for d in L for k, v in d.items()}

#df['New']=df.node1.map(d)
df.node1.map(d)
0    0
1    0
2    1
3    1
4    2
5    2
Name: node1, dtype: int64

Answer 2

如果由于某种原因您不能使用外部库，您可以实施算法：

import pandas as pd


def bfs(graph, start):
    visited, queue = set(), [start]
    while queue:
        vertex = queue.pop(0)
        if vertex not in visited:
            visited.add(vertex)
            queue.extend(graph[vertex] - visited)
    return visited


def connected_components(G):
    seen = set()
    for v in G:
        if v not in seen:
            c = set(bfs(G, v))
            yield c
            seen.update(c)


def graph(edge_list):
    result = {}
    for source, target in edge_list:
        result.setdefault(source, set()).add(target)
        result.setdefault(target, set()).add(source)
    return result


df = pd.DataFrame({'node1': ['2', '4', '17', '17', '205', '208'],
                   'node2': ['4', '13', '25', '38', '208', '300']})

G = graph(df[['node1', 'node2']].values)
components = connected_components(G)
lookup = {i: component for i, component in enumerate(components, 1)}
df['group'] = [label for node in df.node1 for label, component in lookup.items() if node in component]
print(df)

输出

  node1 node2  group
0     2     4      1
1     4    13      1
2    17    25      3
3    17    38      3
4   205   208      2
5   208   300      2

pandas DF 中的组连接图

Group connected graphs in pandas DF

python

graph-theory

pandas