C 语言

关注公众号 jb51net

关闭
首页 > 软件编程 > C 语言 > Matlab绘制网络图

Matlab实现绘制有气泡感的网络图

作者:slandarer

这篇文章主要介绍了如何利用Matlab实现绘制有气泡感的网络图,文中的示例代码讲解详细,对我们学习Matlab有一定的帮助,需要的可以参考一下

今天给大家带来一款用来绘制有气泡感的网络图的工具函数,绘制效果如下:

花里胡哨的,气泡大小代表流入流出数据量总和,不同颜色的气泡代表属于不同类,两个气泡之间有连线代表有数据流动,连线透明度代表流动数据量,连线的颜色是有方向性的渐变色。

依旧完整代码放在文末。

教程部分

0 数据准备

数据需要的关系矩阵需要的是反对称矩阵:

% 随机生成100x100的反对角矩阵
Data=(rand(100)-.5).*(rand(100)>.978);
Data(1:30,:)=Data(1:30,:).*3;
Data=tril(Data)-tril(Data)';
% 生成100x1列向量,分类标签为1-10
Class=(1:10).*ones(10,1);
Class=Class(:);

1 基础绘图

两行代码完事:

% 基础绘图
BD=bubbleDigraph(Data,Class);
BD=BD.draw();

2 气泡大小

可以使用bubblesize函数设置气泡大小范围,例如:

bubblesize([5,40])

3 气泡颜色

使用setBubbleColor函数设置颜色:

BD.setBubbleColor(turbo(10))

4 气泡其他属性

可以使用setBubble函数进行设置,bubblechart图形对象具有的属性均可以修改:

BD.setBubble('MarkerFaceAlpha',.2,'MarkerEdgeColor',[0,0,0])

5 连线配色

直接使用colormap函数即可设置:

colormap(bone)

6 添加节点及类标签

分别使用:

俩属性设置两种标签:

for i=1:100
    nodeName{i}=[num2str(Class(i)),'-',num2str(i)];
end
className={'AAAAA','BBBBB','CCCCC','DDDDD','EEEEE','FFFFF','GGGGG','HHHHH','IIIII','JJJJJ'};

BD=bubbleDigraph(Data,Class,'NodeName',nodeName,'ClassName',className);
BD=BD.draw();

bubblesize([5,25])

7 标签距离

分别通过:

俩属性设置两种标签距离中心的距离:

BD=bubbleDigraph(Data,Class,'NodeName',nodeName,'ClassName',className,'RClass',1.38,'RNode',1.2);
BD=BD.draw();

8 设置字体

分别使用:

俩函数设置两种标签的属性:

BD.setNodeLabel('FontName','Cambria','Color',[0,0,.8])
BD.setClassLabel('FontName','Cambria','Color',[.8,0,0],'FontSize',14)

工具函数完整代码

classdef bubbleDigraph
% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔 
% Zhaoxu Liu / slandarer (2023). bubble digraph 
% (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/125140-bubble-digraph), 
% MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2023/2/21.
    properties
        ax,arginList={'ColorOrder','Colormap','ClassName','NodeName','BubbleSize','RClass','RNode'}
        ClassName   % 类名称
        NodeName    % 节点名称
        % 节点配色
        ColorOrder=[0.6510    0.8078    0.8902;    0.1216    0.4706    0.7059;    0.6980    0.8745    0.5412
                    0.2000    0.6275    0.1725;    0.9843    0.6039    0.6000;    0.8902    0.1020    0.1098
                    0.9922    0.7490    0.4353;    1.0000    0.4980         0;    0.7922    0.6980    0.8392
                    0.4157    0.2392    0.6039;    1.0000    1.0000    0.6000;    0.6941    0.3490    0.1569];
        % 连线配色
        Colormap=[1.0000    0.9686    0.9529;    0.9980    0.9454    0.9307;    0.9960    0.9221    0.9084;    0.9939    0.8988    0.8861
                  0.9920    0.8750    0.8630;    0.9910    0.8477    0.8336;    0.9900    0.8204    0.8043;    0.9890    0.7930    0.7750;    
                  0.9877    0.7629    0.7502;    0.9857    0.7245    0.7390;    0.9837    0.6860    0.7279;    0.9817    0.6476    0.7168;    
                  0.9793    0.6027    0.7022;    0.9762    0.5470    0.6820;    0.9732    0.4913    0.6617;    0.9701    0.4357    0.6415;    
                  0.9555    0.3815    0.6263;    0.9292    0.3289    0.6162;    0.9028    0.2763    0.6061;    0.8765    0.2237    0.5960;    
                  0.8369    0.1717    0.5763;    0.7894    0.1201    0.5510;    0.7418    0.0684    0.5257;    0.6942    0.0168    0.5004;    
                  0.6429    0.0039    0.4888;    0.5903    0.0039    0.4817;    0.5376    0.0039    0.4746;    0.4850    0.0039    0.4676;    
                  0.4350    0.0030    0.4552;    0.3855    0.0020    0.4420;    0.3359    0.0010    0.4288;    0.2863         0    0.4157];
        Data,Class          % 有向图及节点分类
        BubbleSize=[5,25];  % 节点气泡大小范围[min,max]
        LineWidth=1.5;      % 连接线粗细
        AlphaLim=[.1,.9];
        ClassSet,ClassNum,
        RClass=1.25;
        RNode=1.08;
        ColorList;
        bubbleHdl,nodeLabelHdl,classLabelHdl
    end

    methods
        function obj=bubbleDigraph(Data,Class,varargin)
            obj.Data=Data;
            obj.Class=Class(:);
            obj.ClassSet=unique(Class);
            obj.ClassNum=length(obj.ClassSet);

            for i=1:size(obj.Data,1)
                obj.NodeName{i}='';
            end
            for i=1:obj.ClassNum
                obj.ClassName{i}='';
            end
            
            % 获取其他数据
            disp(char([64 97 117 116 104 111 114 32 58 32,...
                 115 108 97 110 100 97 114 101 114]))
            for i=1:2:(length(varargin)-1)
                tid=ismember(obj.arginList,varargin{i});
                if any(tid)
                    obj.(obj.arginList{tid})=varargin{i+1};
                end
            end
            if obj.ClassNum>size(obj.ColorOrder,1)
                obj.ColorOrder=[obj.ColorOrder;rand([obj.ClassNum,3])];
            end
        end
        function obj=draw(obj)
            obj.ax=gca;hold on;
            colormap(obj.Colormap)
            obj.ax.XLim=[-1.2,1.2];
            obj.ax.YLim=[-1.2,1.2];
            obj.ax.XTick=[];
            obj.ax.YTick=[];
            obj.ax.XColor='none';
            obj.ax.YColor='none';
            obj.ax.PlotBoxAspectRatio=[1,1,1];

            % 调整初始界面大小
            fig=obj.ax.Parent;
            fig.Color=[1,1,1];
            if max(fig.Position(3:4))<600
                fig.Position(3:4)=1.8.*fig.Position(3:4);
                fig.Position(1:2)=fig.Position(1:2)./3;
            end
            % 绘制气泡
            thetaList=linspace(0,2*pi,size(obj.Data,1)+1);thetaList(end)=[];
            XList=cos(thetaList);YList=sin(thetaList);
            obj.bubbleHdl=bubblechart(XList,YList,sum(abs(obj.Data)));
            bubblesize(obj.BubbleSize)

            obj.ColorList=zeros(size(obj.Data,1),3);
            for i=1:length(obj.ClassSet)
                obj.ColorList(obj.Class==obj.ClassSet(i),:)=...
                    repmat(obj.ColorOrder(i,:),sum(obj.Class==obj.ClassSet(i)),1);
            end
            obj.bubbleHdl.CData=obj.ColorList;
            % 绘制连线
            alphaData=abs(obj.Data);
            alphaData=alphaData-min(min(alphaData));
            alphaData=alphaData./max(max(alphaData));
            alphaData=alphaData.*(obj.AlphaLim(2)-obj.AlphaLim(1))+obj.AlphaLim(1);
            for i=1:size(obj.Data,1)
                for j=1:i-1
                    if obj.Data(i,j)~=0
                        bezierX=[cos(thetaList(i)),0,cos(thetaList(j))].*.93;
                        bezierY=[sin(thetaList(i)),0,sin(thetaList(j))].*.93;
                        bezierPnts=bezierCurve([bezierX',bezierY'],100);
                        bezierX=[bezierPnts(:,1);nan];
                        bezierY=[bezierPnts(:,2);nan];
                        fill(bezierX,bezierY,linspace(-1,1,101).*obj.Data(i,j)./abs(obj.Data(i,j)),'EdgeColor','interp',...
                            'LineWidth',obj.LineWidth,'EdgeAlpha',alphaData(i,j))
                    end
                end
            end
            % 绘制节点标签
            for i=1:size(obj.Data,1)
                Ti=thetaList(i);
                rotation=Ti/pi*180;
                if rotation>90&&rotation<270
                    rotation=rotation+180;
                    obj.nodeLabelHdl(i)=text(cos(Ti).*obj.RNode,sin(Ti).*obj.RNode,obj.NodeName{i},...
                        'Rotation',rotation,'HorizontalAlignment','right','FontSize',9);
                else
                    obj.nodeLabelHdl(i)=text(cos(Ti).*obj.RNode,sin(Ti).*obj.RNode,obj.NodeName{i},...
                        'Rotation',rotation,'FontSize',9);
                end
            end
            % 绘制类标签
            for i=1:obj.ClassNum
                CTi=mean(thetaList(obj.Class==obj.ClassSet(i)));
                rotation=CTi/pi*180;
                if rotation>0&&rotation<180
                    obj.classLabelHdl(i)=text(cos(CTi).*obj.RClass,sin(CTi).*obj.RClass,obj.ClassName{i},'FontSize',14,'FontName','Arial',...
                    'HorizontalAlignment','center','Rotation',-(.5*pi-CTi)./pi.*180);
                else
                    obj.classLabelHdl(i)=text(cos(CTi).*obj.RClass,sin(CTi).*obj.RClass,obj.ClassName{i},'FontSize',14,...
                    'HorizontalAlignment','center','Rotation',-(1.5*pi-CTi)./pi.*180);
                end
            end
            % 贝塞尔函数
            function pnts=bezierCurve(pnts,N)
                t=linspace(0,1,N);
                p=size(pnts,1)-1;
                coe1=factorial(p)./factorial(0:p)./factorial(p:-1:0);
                coe2=((t).^((0:p)')).*((1-t).^((p:-1:0)'));
                pnts=(pnts'*(coe1'.*coe2))';
            end
        end
        % 修改气泡颜色
        function obj=setBubbleColor(obj,ColorList)
            obj.ColorOrder=ColorList;
            for i=1:length(obj.ClassSet)
                obj.ColorList(obj.Class==obj.ClassSet(i),:)=...
                    repmat(obj.ColorOrder(i,:),sum(obj.Class==obj.ClassSet(i)),1);
            end
            set(obj.bubbleHdl,'CData',obj.ColorList);
        end
        % 修改气泡其他属性
        function obj=setBubble(obj,varargin)
            set(obj.bubbleHdl,varargin{:});
        end
        % 设置标签
        function setNodeLabel(obj,varargin)
            for i=1:size(obj.Data,1)
                set(obj.nodeLabelHdl(i),varargin{:});
            end
        end

        function setClassLabel(obj,varargin)
            for i=1:obj.ClassNum
                set(obj.classLabelHdl(i),varargin{:});
            end
        end
    end
% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔 
% Zhaoxu Liu / slandarer (2023). bubble digraph 
% (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/125140-bubble-digraph), 
% MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2023/2/21.
end

file exchange链接:Zhaoxu Liu / slandarer (2023). bubble digraph (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/125140-bubble-digraph), MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2023/2/21.

到此这篇关于Matlab实现绘制有气泡感的网络图的文章就介绍到这了,更多相关Matlab绘制网络图内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

您可能感兴趣的文章:
阅读全文