# -*- coding: utf-8 -*-# @Author : 小红牛# 微信公众号：wdPythonimport networkx as nximport matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib.font_manager as fmimport numpy as np# 设置中文字体plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei', 'Microsoft YaHei', 'WenQuanYi Micro Hei']plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False# 创建有向图G = nx.DiGraph()# 定义《红楼梦》核心人物及其分类main_characters = {    "贾宝玉": {"type": "主角", "gender": "男"},    "林黛玉": {"type": "主角", "gender": "女"},    "薛宝钗": {"type": "主角", "gender": "女"},    "王熙凤": {"type": "主要", "gender": "女"},    "贾母": {"type": "长辈", "gender": "女"},    "贾政": {"type": "长辈", "gender": "男"},    "王夫人": {"type": "长辈", "gender": "女"},    "贾琏": {"type": "主要", "gender": "男"},    "贾探春": {"type": "主要", "gender": "女"},    "史湘云": {"type": "主要", "gender": "女"},    "贾迎春": {"type": "次要", "gender": "女"},    "贾惜春": {"type": "次要", "gender": "女"},    "妙玉": {"type": "次要", "gender": "女"},    "秦可卿": {"type": "次要", "gender": "女"},    "贾珍": {"type": "长辈", "gender": "男"},    "贾赦": {"type": "长辈", "gender": "男"},    "袭人": {"type": "丫鬟", "gender": "女"},    "晴雯": {"type": "丫鬟", "gender": "女"},    "平儿": {"type": "丫鬟", "gender": "女"},    "紫鹃": {"type": "丫鬟", "gender": "女"},    "薛蟠": {"type": "次要", "gender": "男"},    "香菱": {"type": "丫鬟", "gender": "女"},    "刘姥姥": {"type": "外人", "gender": "女"}}# 添加节点for character, attributes in main_characters.items():    G.add_node(character, **attributes)# 定义人物关系 (源节点, 目标节点, 关系类型)relationships = [    # 家族关系    ("贾宝玉", "贾母", "祖孙"),    ("贾宝玉", "贾政", "父子"),    ("贾宝玉", "王夫人", "母子"),    ("贾政", "贾母", "母子"),    ("王夫人", "贾母", "婆媳"),    ("贾琏", "贾赦", "父子"),    ("贾琏", "王熙凤", "夫妻"),    ("王熙凤", "王夫人", "姑侄"),    ("贾探春", "贾政", "父女"),    ("贾探春", "王夫人", "母女"),    ("贾迎春", "贾赦", "父女"),    ("贾惜春", "贾珍", "兄妹"),    ("秦可卿", "贾珍", "公公儿媳"),    ("贾珍", "贾敬", "父子"),    # 感情关系    ("贾宝玉", "林黛玉", "爱慕"),    ("贾宝玉", "薛宝钗", "婚姻"),    ("贾宝玉", "袭人", "主仆/亲密"),    ("贾宝玉", "晴雯", "主仆"),    # 主仆关系    ("林黛玉", "紫鹃", "主仆"),    ("王熙凤", "平儿", "主仆"),    ("薛蟠", "香菱", "主仆"),    # 亲友关系    ("史湘云", "贾母", "祖孙"),    ("薛宝钗", "王夫人", "姨甥"),    ("薛宝钗", "薛蟠", "兄妹"),    ("薛宝钗", "王熙凤", "表姐妹"),    # 其他关系    ("刘姥姥", "王熙凤", "亲戚"),    ("刘姥姥", "贾母", "相识"),    ("妙玉", "贾宝玉", "相识"),    ("贾宝玉", "秦可卿", "叔嫂"),]# 添加边（关系）for source, target, relation in relationships:    if source in G.nodes() and target in G.nodes():        G.add_edge(source, target, relation=relation)# 设置图形布局plt.figure(figsize=(16, 12))# 使用不同的布局算法pos = nx.spring_layout(G, k=2, iterations=50, seed=42)# 根据人物类型设置节点颜色node_colors = []for node in G.nodes():    char_type = G.nodes[node].get('type', '其他')    if char_type == '主角':        node_colors.append('#FF6B6B')  # 红色    elif char_type == '主要':        node_colors.append('#4ECDC4')  # 青色    elif char_type == '长辈':        node_colors.append('#45B7D1')  # 蓝色    elif char_type == '次要':        node_colors.append('#96CEB4')  # 浅绿    elif char_type == '丫鬟':        node_colors.append('#FFEAA7')  # 黄色    else:        node_colors.append('#DDA0DD')  # 紫色# 根据性别设置节点形状node_shapes = {'男': 's', '女': 'o'}node_shape_list = [node_shapes.get(G.nodes[node].get('gender', '男'), 'o') for node in G.nodes()]# 绘制节点for i, shape in enumerate(set(node_shape_list)):    nodes_with_shape = [node for node in G.nodes() if node_shape_list[list(G.nodes()).index(node)] == shape]    nx.draw_networkx_nodes(        G, pos,        nodelist=nodes_with_shape,        node_shape=shape,        node_color=[node_colors[list(G.nodes()).index(node)] for node in nodes_with_shape],        node_size=1500,        alpha=0.9    )# 绘制边edge_colors = []edge_widths = []edge_styles = []for u, v in G.edges():    relation = G.edges[u, v].get('relation', '未知')    if relation in ['父子', '母子', '祖孙']:        edge_colors.append('#2E86AB')  # 家族关系用蓝色        edge_widths.append(2.5)        edge_styles.append('solid')    elif relation in ['夫妻', '爱慕', '婚姻']:        edge_colors.append('#A23B72')  # 感情关系用紫色        edge_widths.append(2.5)        edge_styles.append('solid')    elif relation in ['主仆', '主仆/亲密']:        edge_colors.append('#F18F01')  # 主仆关系用橙色        edge_widths.append(2.0)        edge_styles.append('dashed')    else:        edge_colors.append('#73AB84')  # 其他关系用绿色        edge_widths.append(1.5)        edge_styles.append('dotted')# 绘制边for i, (u, v) in enumerate(G.edges()):    nx.draw_networkx_edges(        G, pos,        edgelist=[(u, v)],        edge_color=edge_colors[i],        width=edge_widths[i],        style=edge_styles[i],        alpha=0.7,        arrowsize=20,        arrowstyle='-|>'    )# 添加节点标签nx.draw_networkx_labels(G, pos, font_size=10, font_family='SimHei', font_weight='bold')# 添加边标签（关系类型）edge_labels = nx.get_edge_attributes(G, 'relation')nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos, edge_labels=edge_labels, font_size=8, font_family='SimHei')# 添加图例import matplotlib.patches as mpatches# 节点类型图例type_legend = [    mpatches.Patch(color='#FF6B6B', label='主角'),    mpatches.Patch(color='#4ECDC4', label='主要人物'),    mpatches.Patch(color='#45B7D1', label='长辈'),    mpatches.Patch(color='#96CEB4', label='次要人物'),    mpatches.Patch(color='#FFEAA7', label='丫鬟'),    mpatches.Patch(color='#DDA0DD', label='其他'),]# 关系类型图例relation_legend = [    mpatches.Patch(color='#2E86AB', label='家族关系'),    mpatches.Patch(color='#A23B72', label='感情关系'),    mpatches.Patch(color='#F18F01', label='主仆关系'),    mpatches.Patch(color='#73AB84', label='其他关系'),]# 节点形状图例shape_legend = [    mpatches.Patch(facecolor='white', edgecolor='black', label='女性 (圆形)'),    mpatches.Patch(facecolor='white', edgecolor='black', label='男性 (方形)'),]# 创建图例plt.legend(handles=type_legend, title="人物类型", loc='upper left', bbox_to_anchor=(1.02, 1), borderaxespad=0.)# 创建第二个图例plt.gca().add_artist(plt.legend(handles=relation_legend, title="关系类型", loc='upper left', bbox_to_anchor=(1.02, 0.7), borderaxespad=0.))# 创建第三个图例plt.gca().add_artist(plt.legend(handles=shape_legend, title="性别表示", loc='upper left', bbox_to_anchor=(1.02, 0.4), borderaxespad=0.))# 添加标题和说明plt.title("《红楼梦》核心人物关系图", fontsize=20, fontweight='bold', pad=5)plt.text(0.5, -0.05,          "注：箭头表示关系方向，如贾宝玉→林黛玉表示贾宝玉爱慕林黛玉\n"         "线条样式：实线-密切关系，虚线-主仆关系，点线-其他关系",         transform=plt.gca().transAxes, ha='center', fontsize=10, style='italic')plt.axis('off')plt.tight_layout()# 保存图像plt.savefig('红楼梦人物关系图.png', dpi=300, bbox_inches='tight')# 显示图形plt.show()# 输出图形的基本信息print("《红楼梦》人物关系图分析:")print(f"总人物数: {G.number_of_nodes()}")print(f"总关系数: {G.number_of_edges()}")# 计算中心性指标print("\n人物中心性分析:")print("-" * 40)# 度中心性degree_centrality = nx.degree_centrality(G)print("度中心性排名 (连接数最多的前5位):")sorted_degree = sorted(degree_centrality.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)[:5]for person, centrality in sorted_degree:    print(f"  {person}: {centrality:.3f}")# 中介中心性betweenness_centrality = nx.betweenness_centrality(G)print("\n中介中心性排名 (关键桥梁作用的前5位):")sorted_betweenness = sorted(betweenness_centrality.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)[:5]for person, centrality in sorted_betweenness:    print(f"  {person}: {centrality:.3f}")# 紧密中心性closeness_centrality = nx.closeness_centrality(G)print("\n紧密中心性排名 (信息传播最快的前5位):")sorted_closeness = sorted(closeness_centrality.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)[:5]for person, centrality in sorted_closeness:    print(f"  {person}: {centrality:.3f}")# 分析关系类型print("\n关系类型统计:")relation_types = {}for u, v, data in G.edges(data=True):    rel_type = data.get('relation', '未知')    relation_types[rel_type] = relation_types.get(rel_type, 0) + 1for rel_type, count in sorted(relation_types.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True):    print(f"  {rel_type}: {count}次")