R语言网络图中循环边的自动化外侧放置方案问询

我需要绘制带循环边（起点和终点为同一节点的边）的圆形网络图，但节点间连接较多时，循环边总是默认画在右侧，导致和图内边重叠，展示效果很差。小型网络可以手动调整，但循环边不固定的大型网络手动处理太麻烦，想找一种自动化方法，让循环边始终放在网络图外侧，避免和内部边重叠。

问题示例中，节点g、h、i及部分j的循环边就出现了和内部边重叠的问题（示例仅保留权重高于5的边，说明不是所有节点都有循环边）。

复现代码 #

# 加载包
library(ggraph)
library(igraph)

# 创建示例数据
set.seed(123)
adj_mat <- matrix(runif(100, 0, 10), nrow=10)
colnames(adj_mat) <- letters[1:10]

# 创建图对象并过滤低权重边
g <- graph_from_adjacency_matrix(adj_mat, weighted = T, diag = T)
g <- delete.edges(g, which(E(g)$weight < 5))

# 绘图
ggraph(g, layout = "circle") +
  geom_edge_link() +
  geom_edge_loop() +
  geom_node_circle(aes(r=0.1), fill = "orange") +
  geom_node_text(aes(label = colnames(adj_mat))) +
  theme(aspect.ratio = 1)

自动化解决方案 #

通过计算每个节点在圆形布局中的角度，动态设置循环边的方向，让所有循环边都朝向外侧，避免与内部边重叠。具体实现如下：

# 加载所需包
library(ggraph)
library(igraph)
library(dplyr)

# 创建示例数据
set.seed(123)
adj_mat <- matrix(runif(100, 0, 10), nrow=10)
colnames(adj_mat) <- letters[1:10]

# 创建图对象并过滤低权重边
g <- graph_from_adjacency_matrix(adj_mat, weighted = T, diag = T)
g <- delete.edges(g, which(E(g)$weight < 5))

# 获取圆形布局的节点坐标与角度信息
layout_data <- create_layout(g, layout = "circle") %>%
  mutate(
    # 计算节点对应的角度（弧度转角度）
    angle = atan2(y, x) * (180 / pi),
    # 设置循环边方向为节点向外的角度
    loop_direction = angle,
    # 控制循环边向外延伸的长度，可根据图的大小调整
    loop_strength = 0.2
  )

# 绘制网络图
ggraph(layout_data) +
  geom_edge_link() +
  # 利用节点的角度参数设置循环边方向与长度
  geom_edge_loop(aes(direction = loop_direction, strength = loop_strength)) +
  geom_node_circle(aes(r=0.1), fill = "orange") +
  geom_node_text(aes(label = name)) +
  theme(aspect.ratio = 1)

方案说明 #

1. 先通过create_layout获取圆形布局下的节点坐标，计算每个节点对应的角度；
2. 将循环边的direction参数设为节点的角度，确保循环边沿着节点向外的方向绘制；
3. 通过strength参数调整循环边向外延伸的长度，避免循环边过短或过长影响展示效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者carl