NetworkX는 파이썬에서 그래프를 생성, 조작 및 분석하는 데 사용되는 강력하고 유연한 패키지입니다. 이 패키지는 다양한 그래프 매트릭스 유형을 지원하여 다양한 그래프 분석 작업에 유용하게 사용될 수 있습니다. 이번 포스트에서는 NetworkX에서 지원하는 중요한 그래프 매트릭스 유형에 대해 살펴보겠습니다.

인접 행렬 (Adjacency Matrix)

인접 행렬은 그래프의 정점들 간의 연결 관계를 표현하는 방법 중 가장 기본적이고 널리 사용되는 매트릭스 유형입니다. 그래프의 정점을 행과 열로 표현하며, 두 정점이 연결되어 있으면 해당 셀의 값은 1로 표시됩니다. 연결되어 있지 않은 경우에는 0으로 표시됩니다. 인접 행렬은 희소한 그래프에 대해서도 효율적인 저장 방식을 제공합니다.

import networkx as nx

G = nx.Graph()
G.add_edges_from([(1, 2), (2, 3), (3, 1)])

adj_matrix = nx.to_numpy_matrix(G)

print(adj_matrix)

간선 리스트 (Edge List)

간선 리스트는 그래프의 간선들을 리스트로 표현하는 방법입니다. 리스트의 각 항목은 연결된 두 정점을 나타내며, 이를 통해 그래프를 구성할 수 있습니다. 간선 리스트는 간단하고 저장 공간을 적게 사용하지만, 그래프의 크기에 비해 연결 관계를 찾는 데에는 비효율적일 수 있습니다.

import networkx as nx

G = nx.Graph()
G.add_edges_from([(1, 2), (2, 3), (3, 1)])

edge_list = nx.to_edgelist(G)

for edge in edge_list:
    print(edge)

인접 리스트 (Adjacency List)

인접 리스트는 그래프의 각 정점에 연결된 정점들을 리스트로 표현하는 방법입니다. 각 정점마다 인접한 정점들의 리스트를 가지고 있으며, 이를 통해 그래프를 구성할 수 있습니다. 인접 리스트는 희소한 그래프의 경우에 효율적이며, 저장 공간을 절약할 수 있습니다. 또한, 특정 정점에 대한 인접한 정점을 찾는 데에도 효율적입니다.

import networkx as nx

G = nx.Graph()
G.add_edges_from([(1, 2), (2, 3), (3, 1)])

adj_list = nx.to_dict_of_lists(G)

for vertex, neighbors in adj_list.items():
    print(f"Vertex {vertex}: {neighbors}")

결론

NetworkX는 다양한 그래프 매트릭스 유형을 지원하여 그래프 분석 작업을 보다 효율적이고 유연하게 수행할 수 있습니다. 인접 행렬, 간선 리스트, 인접 리스트 중에서 선택하여 그래프를 표현하고 분석하는 것은 작업의 특성에 따라 다를 수 있습니다. 적절한 매트릭스 유형을 선택하여 그래프 분석 작업을 수행하세요.

References:

• NetworkX Documentation: https://networkx.org/documentation/stable/