Pythonで，リスト表をマトリクス表に変換したい

Question

世界の都市(ノード)1111個に対して，つながりのある都市間に11225本のエッジを引くネットワークを作成しようとしています．
以下のような3列×11225行のリスト表があり，それぞれ city1 と city2 のノード間のエッジの重みが weight となっています．このリスト表から1111×1111のマトリクス表をつくり，エッジが存在する場合のみweightを重みとして表示するプログラムを作りたいのですが，なかなかうまくいきません．
リスト表のみからネットワークを作成することは出来ると思いますが，マトリクス表に変換してから作成したいと考えています．
どなたか分かる方助けてください！

<links.csv> 11225行 × 3列

city1	city2	weight
Aalborg	Abakan	2
Aalborg	Copenhagen	3
Aalborg	Oslo	2
Aarhus	Copenhagen	1
Abadan	Isfahan	2
Abadan	Teheran	1
Abakan	Aalborg	2
Abakan	Vladivostok	3
:	:	:
Zurich	Bristol	2
Zurich	Bari	2

目的の隣接行列↓
<links_matrix.csv> 1111行 × 1111列
||Aalborg|Aarhus|Abadan|Abakan|...|Zihuatanejo|Zurich|
|:--|:--:|:--:|:--:|:--:|
|Aalborg|0|0|0|2|...|0|0|
|Aarhus|0|0|0|0|...|0|0|
|Abadan|0|0|0|0|...|0|0|
|Abakan|2|0|0|0|...|0|0|
|:|:|:|:|:||:|:|
|Zihuatanejo|2|0|0|0|...|0|0|
|Zurich|2|0|0|0|...|0|0|

Answer 1

作成したいのは三角行列成分のみのdfではなくて対象成分も揃ったdfを作りたいということでよろしいでしょうかね。

でしたら、city1とcity2を入れ替えたdfを合成した後にDataFrame.pivot_table()を行うと良いのではないでしょうか

https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/reference/api/pandas.pivot_table.html

import pandas as pd
import io

data = """
city1,city2,weight
Aalborg,Copenhagen,3
Aalborg,Abakan,2
Aarhus,Copenhagen,1
Abadan,Aalborg,1
"""

df = pd.read_csv(io.StringIO(data))
tmp = pd.concat([df, df.rename(columns={'city1':'city2', 'city2':'city1'})])
ret = tmp.pivot_table(index='city1', columns='city2', values='weight', fill_value=0)
print(ret)
#city2       Aalborg  Aarhus  Abadan  Abakan  Copenhagen
#city1
#Aalborg           0       0       1       2           3
#Aarhus            0       0       0       0           1
#Abadan            1       0       0       0           0
#Abakan            2       0       0       0           0
#Copenhagen        3       1       0       0           0

Comments

[sho37]

ありがとうございました！

Answer 2

いろんな方法があるということで。。。

import pandas as pd
import io

data = """
city1,city2,weight
Aalborg,Copenhagen,3
Aalborg,Abakan,2
Aarhus,Copenhagen,1
Abadan,Aalborg,1
"""

df = pd.read_csv(io.StringIO(data))

idx = np.union1d(df['city1'].to_numpy(), df['city2'].to_numpy())
out = df.pivot_table('weight', 'city1', 'city2').reindex(index=idx, columns=idx)
out.update(out.T)
print(out)
# city2       Aalborg  Aarhus  Abadan  Abakan  Copenhagen
# city1
# Aalborg         NaN     NaN     1.0     2.0         3.0
# Aarhus          NaN     NaN     NaN     NaN         1.0
# Abadan          1.0     NaN     NaN     NaN         NaN
# Abakan          2.0     NaN     NaN     NaN         NaN
# Copenhagen      3.0     1.0     NaN     NaN         NaN

Comments

[sho37]

ありがとうございました！

Answer 3

マトリックス表を作成することがゴールとすると他の方の回答通りです。
ただし質問によると、エッジが存在するときのウェイトを表示したいとなっています。あらためて考えると隣接リストはノード間にエッジが存在することが前提なので、このリストそのものが最終的に作成したいもののような気がします。

Answer 4

こんにちは
もっと簡単なやり方があるかもしれませんが、愚直にやると、こんな感じになるかなと思います。（以下のコードで df は、元のCSVから作成したDataFrameとします。）

cities = sorted(set(df["city1"].values) | set(df["city2"].values))

adjacency_matrix = pd.DataFrame(index=cities, columns=cities, data=0)

for index, row in df.iterrows():
    adjacency_matrix.loc[row['city1'],row['city2']] = row['weight']
    adjacency_matrix.loc[row['city2'],row['city1']] = row['weight']

• 動作確認用Repl.it: https://repl.it/@jun68ykt/Q239511

Comments

[sho37]

参考にさせていただきました．ありがとうございます！