如何列出networkx中的特定节点/边缘？

Question

假设networkx图表中有一个类似于树状的结构：

n-----n1----n11
 |     |----n12
 |     |----n13
 |           |----n131 
 |----n2             | 
 |     |-----n21     X
 |     |-----n22     |
 |            |----n221 
 |----n3


      n4------n41
      n5

1. 如何列出具有“子节点”及其深度的所有节点，此处：n，n1，n13，n2，n22，n4
2. 如何列出没有“子节点”的所有节点，这里：n11，n12，n21，n41，n5
3. 如何列出orphan节点，这里：n5以及如何列出“孤儿”边缘，不属于root n edge，这里是n4-n41，
4. 如何列出超过2个“子节点”的节点，此处为n，n1
5. 如果n131，n221在节点遍历中存在边缘，如何处理，会发生无限循环吗？

感谢。

Answer 1

图形构造：

>>> import networkx as nx
>>> G = nx.DiGraph()
>>> G.add_edges_from([('n', 'n1'), ('n', 'n2'), ('n', 'n3')])
>>> G.add_edges_from([('n4', 'n41'), ('n1', 'n11'), ('n1', 'n12'), ('n1', 'n13')])
>>> G.add_edges_from([('n2', 'n21'), ('n2', 'n22')])
>>> G.add_edges_from([('n13', 'n131'), ('n22', 'n221')])
>>> G.add_edges_from([('n131', 'n221'), ('n221', 'n131')]
>>> G.add_node('n5')

1. 使用out_degree函数查找所有带子项的节点：

   >>> [k for k,v in G.out_degree().iteritems() if v > 0]
   ['n13', 'n', 'n131', 'n1', 'n22', 'n2', 'n221', 'n4']
   

   请注意，n131和n221也会显示在此处，因为它们彼此都有边缘。如果需要，你可以过滤掉它们。

2. 所有没有孩子的节点：

   >>> [k for k,v in G.out_degree().iteritems() if v == 0]
   ['n12', 'n11', 'n3', 'n41', 'n21', 'n5']
   

3. 所有孤立节点，即度数为0的节点：

   >>> [k for k,v in G.degree().iteritems() if v == 0]
   ['n5']
   

   要获取所有孤立“边缘”，您可以获取图表的组件列表，过滤掉那些不包含n的组件，然后只保留那些有边缘的组件：

   >>> [G.edges(component) for component in nx.connected_components(G.to_undirected()) if len(G.edges(component)) > 0 and 'n' not in component]
   [[('n4', 'n41')]]
   

4. 超过2个孩子的节点：

   >>> [k for k,v in G.out_degree().iteritems() if v > 2]
   ['n', 'n1']
   

5. 如果遍历树，则无法获得无限循环。 NetworkX具有对此具有鲁棒性的遍历算法。