如何在R语言中使用igraph提取所有最短路径的边类型

igraph有两个实用函数，shortest_paths和all_shortest_paths。前者返回单条最短路径，后者返回所有符合条件的最短路径。但前者支持输出路径对应的边类型，后者似乎不具备该能力。

我该如何使用all_shortest_paths提取所有最短路径的「边类型」？以下是问题复现代码：

library(igraph)
m <- read.table(row.names=1, header=TRUE, text=
                  " A B C D
                A 0  1  1  0  
                B 0  0 0  1 
                C 0 0  0  1
                D 0  0  0  0")
m <- as.matrix(m)
ig <- graph.adjacency(m, mode="directed")
plot(ig)
E(ig)
for (i in 1:length(E(ig))) {
  
  if (i == 4) {
    
    E(ig)[i]$type <- -1
  } else {

    E(ig)[i]$type <- 1
  }
  
}

### 获取单条最短路径
test1 <- shortest_paths(ig, from = V(ig)[1], to = V(ig)[4], mode = "out", output = "epath")

### 输出单条最短路径对应的边类型
test1$epath[[1]]$type

### 获取所有最短路径
test2 <- all_shortest_paths(ig, from = V(ig)[1], to = V(ig)[4], mode = "out")

### 以下代码无法运行，该如何获取所有最短路径的边类型？
test2$res[[1]]$type

解决方案 #

all_shortest_paths 返回的res字段存储的是顶点序列，而非边序列，因此无法直接提取边的type属性。你可以将顶点序列两两配对，查询对应的边ID后再调取属性即可，实现代码如下：

# 遍历所有最短路径，批量提取边类型
all_path_types <- lapply(test2$res, function(vtx_path) {
  # 按相邻顶点配对查询对应边ID
  edge_ids <- get.edge.ids(ig, vp = as.numeric(vtx_path))
  # 返回边的type属性
  E(ig)[edge_ids]$type
})

# 输出所有路径的边类型
print(all_path_types)

运行上述代码后，将得到示例中两条最短路径对应的边类型：

• 第一条路径A->B->D的边类型为 1 1
• 第二条路径A->C->D的边类型为 1 -1

如果你需要获取和shortest_paths输出格式一致的边序列，只需将返回值替换为E(ig)[edge_ids]即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nova