python地铁线路图如何画

使用Python画地铁线路图的方法有：使用NetworkX库、使用Matplotlib库、使用Graphviz工具。 本文将重点介绍如何使用NetworkX库绘制地铁线路图。

一、NetworkX库简介

NetworkX是一个用于创建、操作和研究复杂网络结构的Python库。它提供了丰富的函数来处理图（Graph）的节点和边，包括各种图算法、图的生成和图的绘制。对于绘制地铁线路图，NetworkX是一个非常强大的工具。

1、安装和导入NetworkX

首先，确保你已经安装了NetworkX库。如果没有安装，可以使用以下命令进行安装：

pip install networkx

安装完成后，可以在你的Python脚本中导入该库：

import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

二、创建地铁线路图

1、定义地铁线路和站点

首先，我们需要定义地铁线路和站点。这可以通过定义一个包含站点名称的列表来实现。假设我们有两条地铁线路：

# 定义地铁线路
line_1 = ["Station A", "Station B", "Station C", "Station D"]
line_2 = ["Station E", "Station F", "Station B", "Station G"]

2、创建图对象并添加节点和边

接下来，我们需要创建一个NetworkX的图对象，并将地铁站点作为节点添加到图中。然后，我们需要将站点之间的连接关系（即地铁线路）作为边添加到图中：

# 创建图对象
G = nx.Graph()
添加节点
for station in line_1 + line_2:
    G.add_node(station)
添加边
for i in range(len(line_1) - 1):
    G.add_edge(line_1[i], line_1[i + 1])
for i in range(len(line_2) - 1):
    G.add_edge(line_2[i], line_2[i + 1])

三、绘制地铁线路图

1、设置节点和边的属性

为了使地铁线路图更具可读性，我们可以为节点和边设置不同的属性。例如，可以为不同的地铁线路设置不同的颜色：

# 设置节点颜色
node_colors = []
for node in G.nodes():
    if node in line_1:
        node_colors.append("red")
    elif node in line_2:
        node_colors.append("blue")
    else:
        node_colors.append("grey")
设置边颜色
edge_colors = []
for edge in G.edges():
    if (edge[0] in line_1 and edge[1] in line_1) or (edge[0] in line_2 and edge[1] in line_2):
        edge_colors.append("black")
    else:
        edge_colors.append("grey")

2、绘制图形

现在，我们可以使用Matplotlib库来绘制地铁线路图：

# 绘制图形
pos = nx.spring_layout(G)  # 设置布局
nx.draw(G, pos, with_labels=True, node_color=node_colors, edge_color=edge_colors, node_size=500, font_size=10)
plt.show()

通过上述代码，我们可以生成一个简单的地铁线路图，其中不同的地铁线路以不同的颜色显示，节点和边也有不同的颜色。

四、进一步优化地铁线路图

1、使用自定义布局

默认的spring_layout布局可能不能很好地展示地铁线路图。我们可以使用自定义布局来更好地展示地铁站点和线路。例如，可以使用一个字典来定义每个节点的位置：

# 自定义布局
pos = {
    "Station A": (0, 0),
    "Station B": (1, 0),
    "Station C": (2, 0),
    "Station D": (3, 0),
    "Station E": (0, 1),
    "Station F": (1, 1),
    "Station G": (2, 1),
}
绘制图形
nx.draw(G, pos, with_labels=True, node_color=node_colors, edge_color=edge_colors, node_size=500, font_size=10)
plt.show()

2、添加更多的细节

我们可以进一步优化地铁线路图，添加更多的细节，例如站点名称、地铁线路名称、站点之间的距离等：

# 添加站点名称
labels = {}
for node in G.nodes():
    labels[node] = node
添加地铁线路名称
line_labels = {("Station A", "Station B"): "Line 1", ("Station B", "Station C"): "Line 1", ("Station C", "Station D"): "Line 1",
               ("Station E", "Station F"): "Line 2", ("Station F", "Station B"): "Line 2", ("Station B", "Station G"): "Line 2"}
绘制图形
nx.draw(G, pos, with_labels=True, labels=labels, node_color=node_colors, edge_color=edge_colors, node_size=500, font_size=10)
nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos, edge_labels=line_labels, font_size=8)
plt.show()