使用Python中的igraph为绘图添加标题和图例

在 `igraph` 中，可以通过添加标题和图例来增强图形的可读性和表达能力。我们可以使用 `igraph.plot` 函数进行绘图，并通过它的参数来指定标题和图例。

**1、问题背景**

在python中的igraph库中，能否为绘图添加图例和标题？在手册或教程中都没有提到这个功能，但是在R中是可以的。

**2、解决方案**

R本身提供了一个相当高级的绘图系统，而R接口只是对其进行了利用，因此可以在R中轻松创建绘图标题和图例。Python默认不提供任何绘图功能，所以igraph使用Cairo库来绘制图形。然而，Cairo “仅仅” 是一个通用的矢量图形库。这就是为什么在Python中无法获得相同的先进绘图功能。

igraph的plot函数在后台创建了一个Plot对象，将要绘制的图形添加到绘图中，为其创建一个合适的Cairo表面，然后开始在Cairo表面上绘制图形。当你使用一个图表作为参数简单调用plot时，所有这些都是在幕后进行的。然而，你可以手动创建一个Plot对象，然后在绘图之前向其中添加标签，如下所示：

```

>>> plot = igraph.Plot("plot.png", bbox=(600, 600), background="white")

```

此时，你拥有了一个plot变量，它是igraph.drawing.Plot的一个实例。该绘图由一个600像素宽、600像素高的Cairo图像表面作为后备，并最终将被保存到名为plot.png的文件中。（你也可以直接在Plot构造函数的第一个参数中提供一个Cairo表面）。调用plot.redraw()将绘制绘图，但不会保存它。调用plot.save()将在绘图尚未绘制的情况下绘制它，然后将其保存到给定的文件名。

然后，你可以用plot做两件事：

1. 将具有__draw__方法的任意对象添加到绘图中。图形对象有这样的方法，因此你可以将图形添加到绘图中，如下所示：

```

>>> g = igraph.Graph.GRG(100, 0.2)

>>> plot.add(g, bbox=(20, 20, 580, 580))

```

2. 获取其surface属性以访问所进行绘制的Cairo表面，使用此表面构建一个Cairo画图上下文，然后使用画图上下文直接在绘图上用Cairo进行绘制。

第二种选择就是我们如何向绘图添加标签。幸运的是，igraph在igraph.drawing.text包中提供了一个名为TextDrawer的类来帮助我们解决一些换行和对齐问题。我们只需要创建一个TextDrawer，然后调用其draw_at方法在给定位置向绘图添加一个标签：

```

>>> import cairo

>>> context = cairo.Context(plot.surface)

>>> text_drawer = igraph.drawing.text.TextDrawer(context, text="Test label", halign=TextDrawer.LEFT)

>>> text_drawer.draw_at(x=100, y=100)

```

TextDrawer将使用Cairo上下文的当前字体绘制标签，因此你必须使用 القاهرة上下文的set_font_face、set_font_size和相关方法来调整用于绘制的字体。

综合起来，这个例子是这样的：

```

from igraph import Graph, Plot

from igraph.drawing.text import TextDrawer

import cairo

# 构造绘图

plot = Plot("plot.png", bbox=(600, 650), background="white")

# 创建图形并将其添加到绘图

g = Graph.GRG(100, 0.2)

plot.add(g, bbox=(20, 70, 580, 630))

# 使绘图在Cairo表面上绘制自身

plot.redraw()

# 获取表面，构造一个画图上下文和一个TextDrawer

ctx = cairo.Context(plot.surface)

ctx.set_font_size(36)

drawer = TextDrawer(ctx, "Test title", halign=TextDrawer.CENTER)

drawer.draw_at(0, 40, width=600)

# 保存绘图

plot.save()

```

该示例将向绘图添加一个标题。构建图例更复杂，但我希望你能根据这个思路继续往下走。图例的标签可以通过反复调用TextDrawer的draw或draw_at方法来构建（当然，在重复调用之间调整TextDrawer的text属性）。你可以使用标准的Cairo调用在图例周围绘制一个盒子。你还可以使用igraph.drawing.shapes中的节点绘制器类，如果你想绘制与igraph在绘制图形时类似的节点形状。

`igraph` 没有直接的图例功能。可以通过 `add_label` 来模拟图例，或者你可以结合 `matplotlib` 在 `plot` 外部添加自定义图例。

希望这个例子对你有帮助！如果需要更复杂的图例，可以结合其他绘图库，如 `matplotlib`，来进一步增强。