#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

# # SNT - TP Python 1 : Modélisation d'un réseau social

# <img src="https://www.4stars.it/blog/wp-content/uploads/2019/07/lavoro-su-i-social.jpg" alt="Kitten" title="social network" />

# Pour commencer, exécutez le script suivant pour importer deux modules qui nous seront nécessaires pendant tout le TP.

# In[ ]:


# importation du module "matplotlib" pour créer des graphiques
import matplotlib.pyplot as plt
# importation du module "networkx" pour simuler un réseau social
import networkx as nx


# ## 1 Introduction

# Exécuter plusieurs fois le script Python ci-dessous (sans chercher pour le moment à en comprendre le code) :

# In[ ]:


#import warnings
G = nx.random_geometric_graph(200, 0.125)
pos = nx.get_node_attributes(G, 'pos')
dmin = 1
ncenter = 0
for n in pos:
    x, y = pos[n]
    d = (x - 0.5)**2 + (y - 0.5)**2
    if d < dmin:
        ncenter = n
        dmin = d

plt.clf()
#with warnings.catch_warnings(record=True):
p = dict(nx.single_source_shortest_path_length(G, ncenter))
plt.figure(figsize=(8, 8))
nx.draw_networkx_edges(G, pos, nodelist=[ncenter], alpha=0.4)
nx.draw_networkx_nodes(G, pos, nodelist=list(p.keys()),
                        node_size=80,
                        node_color=list(p.values()),
                        cmap=plt.cm.Reds_r)

plt.xlim(-0.05, 1.05)
plt.ylim(-0.05, 1.05)
plt.axis('off')
plt.show()


# **Exercice 1** : Expliquer pourquoi la figure générée nous permet de modéliser un réseau social.

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# ## 2 Découverte du module networkx

# Simulons un réseau social avec le module Python `networkx`.
# 
# Lire puis exécuter plusieurs fois le code suivant :

# In[ ]:


# création d'un graphe vide non orienté appelé "monReseau"
monReseau = nx.Graph()

monReseau.add_node("Audrey")
monReseau.add_node("Nicolas")
monReseau.add_node("Alexis")
monReseau.add_node("Hélène")

plt.clf()
# dessine (draw) et affiche (show) le graphe "monReseau"
nx.draw(monReseau, with_labels=True)
plt.show()

print("Nombre de personnes =", monReseau.number_of_nodes())


# **Exercice 2** : Que fait le code de la ligne 6 : `monReseau.add_node("Alexis")` ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# Lire puis exécuter plusieurs fois le code suivant :

# In[ ]:


plt.clf()

monReseau = nx.Graph()

monReseau.add_node("Audrey")
monReseau.add_node("Nicolas")
monReseau.add_node("Alexis")
monReseau.add_node("Hélène")

monReseau.add_edge("Audrey", "Nicolas")
monReseau.add_edge("Audrey", "Alexis")
monReseau.add_edge("Nicolas", "Alexis")
monReseau.add_edge("Hélène", "Audrey")
monReseau.add_edge("Hélène", "Nicolas")

nx.draw(monReseau, with_labels=True)
plt.show()

print("Nombre de personnes =", monReseau.number_of_nodes())
print("Nombre de liens =", monReseau.number_of_edges())


# **Exercice 3** : Que fait le code de la ligne 8 : `monReseau.add_edge("Audrey","Nicolas")` ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# **Exercice 4** : Quelles sont les deux personnes qui ne sont pas directement en relation ? Que faudrait-il faire pour les mettre en relation ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# ## 3 Un graphe orienté

# Lire puis exécuter plusieurs fois le code suivant, qui est presque le même que le code précédent :

# In[ ]:


plt.clf()

monReseau = nx.DiGraph() # création d'un graphe orienté

monReseau.add_node("Audrey")
monReseau.add_node("Nicolas")
monReseau.add_node("Alexis")
monReseau.add_node("Hélène")

monReseau.add_edge("Audrey", "Nicolas")  # lien de Audrey vers Nicolas
monReseau.add_edge("Audrey", "Alexis")
monReseau.add_edge("Nicolas", "Alexis")
monReseau.add_edge("Hélène", "Audrey")
monReseau.add_edge("Hélène", "Nicolas")
monReseau.add_edge("Alexis", "Audrey")

nx.draw(monReseau, with_labels=True)
plt.show()

print("Nombre de personnes =", monReseau.number_of_nodes())
print("Nombre de liens =", monReseau.number_of_edges())


# **Exercice 5** : Qu'est-ce qui a changé par rapport au graphe précédent ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# **Exercice 6** : Pourquoi la relation entre Audrey et Alexis est-elle différente des autres ? Pourquoi voit-on 5 segments mais 6 liens ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# **Exercice 7** : Ce dernier graphe est dit **orienté**, par opposition au graphe du paragraphe précédent qui est dit **non orienté**. Parmi Facebook, Twitter, Instagram, WhatsApp, Snapchat, citer un réseau social orienté et un réseau social non orienté.

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# ## 4 Mon petit réseau social

# **Exercice 8** : Choisir six prénoms de votre choix et simuler graphiquement un réseau social **non orienté** entre ces personnes, à l'aide du code appris précédemment.

# In[ ]:


# votre code ici

pass


# ## 5 Un réseau social où tout le monde est amis

# Lire puis exécuter plusieurs fois le programme suivant.

# In[ ]:


plt.clf()

monRezo = nx.Graph()

Liste = ["Ronaldo", "Messi", "Totti", "Salah", "Mbappé", "Neymar"]

for a in Liste:
    monRezo.add_node(a)

for b in Liste:
    for c in Liste:
        monRezo.add_edge(b, c)

nx.draw(monRezo, with_labels = True)
plt.show()

print("Nombre de personnes =", monRezo.number_of_nodes())
print("Nombre de liens =", monRezo.number_of_edges())


# **Exercice 9** : Expliquer ce que font les lignes 8, 9 et 10 du programme.

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# ## 6 Un réseau social plus ou moins social

# La fonction `random()` renvoie un nombre réel au hasard entre 0 et 1.
# 
# Lire puis exécutez plusieurs fois de suite le programme suivant :

# In[ ]:


from random import random

plt.clf()

monRezo = nx.Graph()

Liste = ["Ronaldo", "Messi", "Totti", "Salah", "Pogba", "Neymar"]
p = 0.3

for a in Liste:
    monRezo.add_node(a)

for b in Liste:
    for c in Liste:
        if random() < p:
            monRezo.add_edge(b, c)

nx.draw(monRezo, with_labels = True)
plt.show()

print("Nombre de personnes =", monRezo.number_of_nodes())
print("Nombre de liens =", monRezo.number_of_edges())


# **Exercice 10** : Par défaut `p = 0.3` (ligne 6 du programme). Donnez à `p` la valeur `0.1` puis exécutez plusieurs fois le programme. Donnez à `p` la valeur `0.9` puis exécutez plusieurs fois le programme. Que constatez-vous ? Pourquoi ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# ## 7 D'autres réseaux ?

# **Bonus** : Nous venons de simuler un réseau social avec le module Python `networkx`. Quels autres types de réseaux pourrait-on modéliser avec `networkx` ?

# *---> votre réponse dans cette cellule...*

# 
# 
# ---
# 
#