R中网络图的自定义线样式

我希望沿着直线的长度绘制一个带有箭头（或类似的V形）的定向网络图

igraph

库似乎使用基本的

polygon

函数，该函数接受

lty

来指定线型，但这些线型仅限于各种虚线

有没有办法制作定制符号（甚至使用

pch

中的三角形）以在R中形成一条线？

生成图形的最小代码：

require(igraph)
gr = graph_from_literal( A -+ B -+ C )
plot(gr,edge.curved=TRUE)

---

顺便说一句，我会很好地使用另一个网络分析库，如果它支持这一点。我问过

ggraph

的开发者，他说不能这样做。

要使用

igraph

来做这件事，我想你需要深入研究

plot.igraph

函数，找出为顶点之间的曲线边生成贝塞尔曲线的位置，然后使用插值沿这些边获取点。有了这些信息，您可以沿图形边缘绘制箭头段

这里有一种不同的方法，它并不完全符合您的要求，但我希望能够满足您的需要。我将使用

ggplot2

以及

GGally

包中的

ggnet2

函数，而不是

igraph

基本的方法是获得每个图边端点的坐标，然后沿每个边插值点，在这里我们将绘制箭头段。请注意，边是直线，因为

ggnet2

不支持曲线边

library(ggplot2)
library(GGally)

# Create an adjacency matrix that we'll turn into a network graph
m = matrix(c(0,1,0,0,
             0,0,1,0,
             1,0,0,1,
             0,0,0,0), byrow=TRUE, nrow=4)

# Plot adjacency matrix as a directed network graph
set.seed(2)
p = ggnet2(network(m, directed=TRUE), label=TRUE, arrow.gap=0.03)

下面是图表的样子：

现在我们要沿每条边添加箭头。为此，我们首先需要找出每条边端点的坐标。我们可以使用

ggplot\u build

从图形对象本身获得：

gg = ggplot_build(p) 

图形数据存储在

gg$data

中：

gg$data

在上面的输出中，我们可以看到，

gg$data[[1]]

的前四列包含每条边端点的坐标（它们的顺序对于有向图是正确的）

现在我们有了每条边的端点，我们可以在两个端点之间插入点，在端点处我们将绘制带有箭头的线段。下面的函数处理这个问题。它获取每条边端点的数据帧，并返回对绘制

n

箭头段的

geom_段

（每条图形边一个）的调用列表。然后可以将

geom_段
调用列表直接添加到原始网络图中

# Function that interpolates points between each edge in the graph, 
#  puts those points in a data frame, 
#  and uses that data frame to return a call to geom_segment to add the arrow heads
add.arrows = function(data, n=10, arrow.length=0.1, col="grey50") {
  lapply(1:nrow(data), function(i) {

    # Get coordinates of edge end points
    x = as.numeric(data[i,1:4])

    # Interpolate between the end points and put result in a data frame
    # n determines the number of interpolation points
    xp=seq(x[1],x[2],length.out=n)
    yp=approxfun(x[c(1,2)],x[c(3,4)])(seq(x[1],x[2],length.out=n))

    df = data.frame(x=xp[-n], xend=xp[-1], y=yp[-n], yend=yp[-1])

    # Create a ggplot2 geom_segment call with n arrow segments along a graph edge
    geom_segment(data=df, aes(x=x,xend=xend,y=y,yend=yend), colour=col,
                 arrow=arrow(length=unit(arrow.length,"inches"), type="closed"))
  }) 
}

现在，让我们运行函数将箭头添加到原始网络图中

p = p + add.arrows(gg$data[[1]], 15)

下面是图表的样子：

Cytoscape
和
RCy3
库用于创建网络图

安装cytoscape版本3及更高版本。然后启动cytoscape GUI（图形用户界面）会话

本回答中使用的版本是cytoscape:
3.4.0
和RCy3:
1.5.2

操作系统：Windows-7

# load libraries
library('RCy3')

# create cytoscape connection
cy <- RCy3::CytoscapeConnection()
RCy3::deleteAllWindows(cy)       # delete all windows in cytoscape
hideAllPanels(cy)                # hide all panels

# create node and edge data and create graphNEL object
node.tbl <- data.frame(Node.Name = c('A', 'B', 'C'))
edge.tbl <- data.frame(Gene.1 = c('A', 'B'),
                       Gene.2 = c('B', 'C'))
g <- cyPlot(node.tbl, edge.tbl)
g
# A graphNEL graph with directed edges
# Number of Nodes = 3 
# Number of Edges = 2 

# create cytoscape window and display the graph
window_title <- 'example'
cw <- RCy3::CytoscapeWindow(window_title, graph=g, overwrite=FALSE)
RCy3::displayGraph(cw)

# set visual style and layout algorithm
vis_style <- 'Curved'               # getVisualStyleNames(cw)[7]
RCy3::setVisualStyle(cw, vis_style)       
RCy3::layoutNetwork(obj = cw, layout.name = "circular")
RCy3::layoutNetwork(obj = cw, layout.name = "kamada-kawai")

# get all edges
getAllEdges(cw)
# [1] "A (unspecified) B" "B (unspecified) C"

# get cytoscape supported line types
supported_styles <- getLineStyles (cw)
supported_styles
# [1] "EQUAL_DASH"       "PARALLEL_LINES"   "MARQUEE_DASH"     "MARQUEE_EQUAL"    "SOLID"            "FORWARD_SLASH"    "DASH_DOT"         "MARQUEE_DASH_DOT"
# [9] "SEPARATE_ARROW"   "VERTICAL_SLASH"   "DOT"              "BACKWARD_SLASH"   "SINEWAVE"         "ZIGZAG"           "LONG_DASH"        "CONTIGUOUS_ARROW"

# set edge line type
setEdgeLineStyleDirect(cw, "A (unspecified) B", supported_styles [16])  # "CONTIGUOUS_ARROW"


有关更多信息，请阅读
？RCy3:：setEdgeLineStyleDirect

另外，有关cytoscape边缘属性，请参见

安装RCy3:

# Install RCy3 - Interface between R and Cytoscape (through cyRest app)
library('devtools')

remove.packages("BiocInstaller")
source("https://bioconductor.org/biocLite.R")
biocLite("BiocGenerics")
biocLite("bitops")
install_github("tmuetze/Bioconductor_RCy3_the_new_RCytoscape")

与eipi的漂亮答案类似，您可以使用Rgraphviz来存储图形，它允许轻松提取节点和贝塞尔曲线位置，转换为ggplot（请参阅），然后添加箭头，就像eipi的答案一样。非常有创意，尽管我不确定是否会使用Cytoscape来实现这一目的。
setEdgeLineStyleDirect(cw, "A (unspecified) B", supported_styles [9])   # "SEPARATE_ARROW"

# save network as image in the current working directory
fitContent (cw)
setZoom(cw, getZoom(cw) - 1)  # adjust the value from 1 to a desired number to prevent cropping of network diagram
saveImage(obj = cw, 
          file.name = 'example',
          image.type = 'png',
          h = 700)

# Install RCy3 - Interface between R and Cytoscape (through cyRest app)
library('devtools')

remove.packages("BiocInstaller")
source("https://bioconductor.org/biocLite.R")
biocLite("BiocGenerics")
biocLite("bitops")
install_github("tmuetze/Bioconductor_RCy3_the_new_RCytoscape")