复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的MATLAB源代码上课讲义

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matlab教程(完整版)ppt课件

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早在20世纪90年代初,欧美等发达国家的大学就将MATLAB列为一种必须掌握 的编程语言。近几年来,国内的很多大学也将MATLAB列为了本科生必修课程。
与Maple、Mathematica数学计算软件相比,MATLAB以数值计算见长,而 Maple等以符号运算见长,能给出解析解和任意精度解,而处理大量数据的能力 远不如MATLAB。
5/6/2020
.Matlab Language
4
课程安排
课堂教学:共24学时;(1-12周) 上机试验:共24学时。
(2-13周,周二7-8节,九实401、402、403)
学习成绩: 1)上机实验成绩占30%; 2)考勤 10% ; 3) 考试60% (随堂考试)。
主要参考书 ➢ 《精通MATLAB 6.5》张志涌 等编著,北航出版,2003年 ➢ 《高等应用数学问题的Matlab求解》 薛定宇等著,清华大学出
MATLAB软件功能之强大、应用之广泛,已成为为21世纪最为重要的科学计算 语言。可见学习掌握这一工具的重要性。
5/6/2020
.Matlab Language
13
1.2 MATLAB产品的体系结构
围绕着MATLAB这个计算核心,形成了诸多针对不同 习使M实用A际MMTA上LATATMLBLAA产ABTBS间 的呢品LimA或核?由uB围 称 专 Bl离心若本这ilnoM文 标 编 行用绕为k散。c就干身M核 数A是k件 译效准模着模s时AT有模就心 据e窗编 生率的L块S块tT间、块是必i与 可ALm口译 成C。集集AB的S要组一u/基视图i生函BlC,(mCi动n了成个础化是+形oP成数k如Bm+态o仿,解极,于M应(用的位而领l方o标库w文Cp系cA真这不其i是一e且用工开域T详o式lk准或r件eTmos统Sr核一同丰集体发新领具,见eLo的这y的可m可tslA建s心b软的富高的提的域箱可tMu)、种执eCBo以nm模所A件模的x/性高产供工的大以i,专编行)cM被CTB、a开产块资能效品的具算概首+L门t译A文l,任iooA+分发T品完源数编家工箱法有先c用器n件这B何语Lk析的的成库B值程族s具还程到在4A于可,e些一言0lB和to应体不,多计语的箱在序网线、连以以c工产种文k仿用系同那个算言计,不包上帮S续将s提具品件Cie真g程结的么,与。算这t断,查助/时Mn、高箱提,Ca序构功应另些增被找文Al+D程的供而T包+能该外工加称是档S。序L列许生编P,,从A还具。为否。的表多成译B其哪有箱如专 已M程运以的器A中一其的果用 有序及T有部他总你工 相L每A:分公数有具 关个B开司已特箱 的本工始或有别工身具着研1的具所箱0手0究应箱提的多、单用,供使个学,

复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的MATLAB源代码

复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的MATLAB源代码

复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的MATLAB源代码复杂网络的聚类系数和平均路径长度是度量网络结构特征的重要指标。

下面是MATLAB源代码,用于计算复杂网络的聚类系数和平均路径长度。

首先,我们需要定义一个函数,用于计算节点的聚集系数。

这个函数的输入参数是邻接矩阵和节点的索引,输出参数是节点的聚类系数。

```matlabfunction cc = clustering_coefficient(adj_matrix, node_index) neighbors = find(adj_matrix(node_index, :));k = length(neighbors);if k < 2cc = 0;elseconnected_count = 0;for i = 1:k-1for j = i+1:kif adj_matrix(neighbors(i), neighbors(j))connected_count = connected_count + 1;endendendcc = 2 * connected_count / (k * (k - 1));endend```接下来,我们定义一个函数,用于计算整个网络的平均聚合系数。

```matlabfunction avg_cc = average_clustering_coefficient(adj_matrix) n = size(adj_matrix, 1);cc = zeros(n, 1);for i = 1:ncc(i) = clustering_coefficient(adj_matrix, i);endavg_cc = sum(cc) / n;end```然后,我们需要计算网络的平均最短路径长度。

这里我们使用了Floyd算法来计算每对节点之间的最短路径。

```matlabfunction avg_path_length =average_shortest_path_length(adj_matrix)n = size(adj_matrix, 1);dist_matrix =graphallshortestpaths(sparse(double(adj_matrix)));avg_path_length = sum(dist_matrix(:)) / (n^2 - n);end```最后,我们可以使用这些函数来计算一个复杂网络的聚类系数和平均路径长度。

网络分析(聚类系数、最短路径、效率)matlab代码汇总

网络分析(聚类系数、最短路径、效率)matlab代码汇总
D=eye(length(G)); n=1;
nPATH=G; L=(nPATH~=0);
while find(L,1); D=D+n.*L; n=n+1; nPATH=nPATH*G; L=(nPATH~=0).*(D==0);
end
D(~D)=inf; D=D-eye(length(G));
%n-path matrix %shortest n-path matrix
% %Mika Rubinov, UNSW, 2007 (last modified July 2008)
%See comments for clustering_coef_bd %The weighted modification is as follows: %- The numerator: adjacency matrix is replaced with weights matrix ^ 1/3 %- The denominator: no changes from the binary version % %The above reduces to symmetric and/or binary versions of the % clustering coefficient for respective graphs.
function C=clustering_coef_bu(G) %C=clustering_coef_bu(G); clustering coefficient C, for binary undirected graph G % %Reference: Watts and Strogatz, 1998, Nature 393:440-442 % %Mika Rubinov, UNSW, 2007 (last modified September 2008)

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码(实用版)目录1.引言2.加权聚类系数和加权平均路径长度的定义和意义3.Matlab 代码实现4.结论正文一、引言在网络科学中,聚类系数和平均路径长度是两个重要的参数,用于描述网络的结构特性。

加权聚类系数和加权平均路径长度是在此基础上,对这两个参数进行加权处理,使得分析结果更加精确。

本文将介绍如何使用Matlab 代码实现加权聚类系数和加权平均路径长度的计算。

二、加权聚类系数和加权平均路径长度的定义和意义1.加权聚类系数加权聚类系数是用来衡量网络中节点之间联系紧密程度的参数。

其计算公式为:加权聚类系数 = (∑(权重^2)) / (∑(权重))其中,权重代表连接两个节点的边的权重。

2.加权平均路径长度加权平均路径长度是用来衡量网络中节点之间平均距离的参数。

其计算公式为:加权平均路径长度 = ∑(路径长度 * 权重) / ∑(权重)其中,路径长度代表从源节点到目标节点经过的边的权重之和,权重代表连接两个节点的边的权重。

三、Matlab 代码实现假设我们有一个邻接矩阵表示的网络,邻接矩阵如下:```A = [0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0];```我们可以使用以下 Matlab 代码实现加权聚类系数和加权平均路径长度的计算:```matlab% 邻接矩阵A = [0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0];% 计算加权聚类系数weight = A; % 假设权重与邻接矩阵相同clustering_coefficient = sum(weight.^2) / sum(weight);% 计算加权平均路径长度path_length = sum(sum(weight, 2) * weight) / sum(weight);```四、结论通过 Matlab 代码,我们可以方便地实现加权聚类系数和加权平均路径长度的计算。

matlab kmeans聚类算法代码

matlab kmeans聚类算法代码

一、引言在机器学习和数据分析中,聚类是一种常用的数据分析技术,它可以帮助我们发现数据中的潜在模式和结构。

而k均值(k-means)聚类算法作为一种经典的聚类方法,被广泛应用于各种领域的数据分析和模式识别中。

本文将介绍matlab中k均值聚类算法的实现和代码编写。

二、k均值(k-means)聚类算法简介k均值聚类算法是一种基于距离的聚类算法,它通过迭代的方式将数据集划分为k个簇,每个簇内的数据点与该簇的中心点的距离之和最小。

其基本思想是通过不断调整簇的中心点,使得簇内的数据点与中心点的距离最小化,从而实现数据的聚类分布。

三、matlab实现k均值聚类算法步骤在matlab中,实现k均值聚类算法的步骤如下:1. 初始化k个簇的中心点,可以随机选择数据集中的k个点作为初始中心点。

2. 根据每个数据点与各个簇中心点的距离,将数据点分配给距离最近的簇。

3. 根据每个簇的数据点重新计算该簇的中心点。

4. 重复步骤2和步骤3,直到簇的中心点不再发生变化或者达到预定的迭代次数。

在matlab中,可以通过以下代码实现k均值聚类算法:```matlab设置参数k = 3; 设置簇的个数max_iter = 100; 最大迭代次数初始化k个簇的中心点centroids = datasample(data, k, 'Replace', false);for iter = 1:max_iterStep 1: 计算每个数据点与簇中心点的距离distances = pdist2(data, centroids);Step 2: 分配数据点给距离最近的簇[~, cluster_idx] = min(distances, [], 2);Step 3: 重新计算每个簇的中心点for i = 1:kcentroids(i, :) = mean(data(cluster_idx == i, :)); endend得到最终的聚类结果cluster_result = cluster_idx;```四、代码解释上述代码实现了k均值聚类算法的基本步骤,其中包括了参数设置、簇中心点的初始化、迭代过程中的数据点分配和中心点更新。

matlab ppt课件

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算法控制台
使用GUI来控制其他应用程序或软件的功能,例如打开文件、保存数据、调整参数等。
应用程序控制面板
07
matlab在信号处理中的应用
信号的定义与分类
信号是传递或携带信息的物理量,可以是离散的或连续的,单通道或多通道的。
信号处理的含义
信号处理是对信号进行变换、分析和解释的过程,以适应不同的应用需求。
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matlab简介matlab基础知识matlab矩阵运算matlab数据分析matlab科学计算matlab图形界面设计matlab在信号处理中的应用
contents
目录
01
matlab简介
MATLAB诞生于美国,作为方便易用的科学计算工具,它被引入到数值计算领域。
1980年代初期
02
matlab基础知识
01
在MATLAB中,用户可以通过命令行输入命令,进行计算、绘图等操作。
命令行交互
02
用户可以通过编写脚本文件,保存一组相关的命令,以供多次使用。
脚本文件
03
用户可以编写函数文件,实现特定功能的代码块,并在命令行或脚本文件中调用。
函数文件
单元数组
单元数组是一种灵活的数据类型,可以包用于设置组件的激活状态,例如使按钮可点击或不可点击。
通过编写回调函数,可以定义当用户与组件交互时要执行的操作。
uimenu
uiactive
uicontrol
1
2
3
使用GUI接收数据,通过图形呈现数据信息,例如绘制曲线图或散点图。
数据可视化
通过GUI接收用户输入的参数,调用算法进行处理,并将结果显示在GUI上。
03
matlab矩阵运算

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转置
可以使用`'`运算符对矩阵进行 转置。
矩阵高级运算
01
逆矩阵
可以使用`inv`函数求矩阵的逆矩阵 。
行列式
可以使用`det`函数求矩阵的行列式 。
03
02
特征值和特征向量
可以使用`eig`函数求矩阵的特征值 和特征向量。

可以使用`rank`函数求矩阵的秩。
04
04
matlab绘图功能
绘图基本命令
控制设计
MATLAB提供了控制系统设计和分析 工具箱,可以方便地进行控制系统的 建模、分析和优化。
03
信号处理
MATLAB提供了丰富的信号处理工具 箱,可以进行信号的时域和频域分析 、滤波器设计等操作。
05
04
图像处理
MATLAB提供了图像处理工具箱,可 以进行图像的增强、分割、特征提取 等操作。
02
matlab程序调试技巧分享
01
调试模式
MATLAB提供了调试模式,可以 逐行执行代码,查看变量值,设 置断点等。
日志输出
02
03
错误处理
通过使用fprintf函数,可以在程 序运行过程中输出日志信息,帮 助定位问题。
MATLAB中的错误处理机制可以 帮助我们捕获和处理运行时错误 。
matlab程序优化方法探讨
显示结果
命令执行后,结果将在命令窗口中显示。
保存结果
可以使用`save`命令将结果保存到文件中。
matlab变量定义与赋值
定义变量
使用`varname = value`格式定义变 量,其中`varname`是变量名, `value`是变量的值。
赋值操作
使用`=`运算符将值赋给变量。例如 ,`a = 10`将值10赋给变量a。

聚类分析matlab代码

聚类分析matlab代码

聚类分析matlab代码聚类分析是一种机器学习方法,用于对数据进行分类,将相似的数据聚合在一起,产生有用的洞察和结论。

MATLAB是一个常用的数学计算软件,也可以用于聚类分析。

本文将介绍MATLAB中的聚类分析代码。

1. 数据准备首先,需要准备聚类分析所需的数据。

可以使用MATLAB内置的示例数据集,如鸢尾花数据集、手写数字数据集等。

也可以导入自己的数据集,例如Excel文件。

2. 数据前处理接下来,需要对数据进行前处理以便于聚类分析。

这可能包括数据清理、数据转换和特征提取。

例如,对于鸢尾花数据集,可以将花的特征信息(花瓣长度、花瓣宽度、花萼长度、花萼宽度)作为每个样本的特征。

3. 选择聚类算法MATLAB提供了多种聚类算法,可以根据数据类型和问题选择合适的算法。

常用的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类、谱聚类等。

例如,对于鸢尾花数据集,可以使用K均值聚类算法。

4. 聚类分析一旦选择好算法,就可以开始聚类分析。

使用MATLAB的聚类算法函数进行聚类,例如kmeans函数进行K均值聚类。

函数需要输入样本数据、聚类数目等参数,并返回聚类结果。

5. 结果可视化最后,可以将聚类结果可视化,以便于理解和解释。

使用MATLAB的绘图函数,例如scatter函数或plot函数,将聚类结果表示在二维或三维图形上。

可以使用不同的颜色或符号表示不同的聚类簇。

下面是一个简单的MATLAB聚类分析代码,用于对鸢尾花数据集进行K均值聚类:% 导入鸢尾花数据集load fisheriris% 提取特征向量X = meas;% K均值聚类[idx, C] = kmeans(X, 3);% 绘制聚类结果figuregscatter(X(:,1),X(:,2),idx)hold onplot(C(:,1),C(:,2),'kx','LineWidth',2,'MarkerSize',10)legend('Cluster 1','Cluster 2','Cluster 3','Centroids','Location','NW') xlabel 'Sepal length';ylabel 'Sepal width';title 'K-means Clustering';。

matlab聚类系数

matlab聚类系数

matlab聚类系数聚类是数据分析中常用的一种方法,通过将相似的对象归为一类,将不相似的对象分开,从而帮助我们理解和分析数据。

在Matlab中,聚类系数是用来评估聚类算法效果的一种指标。

本文将介绍Matlab聚类系数的概念和计算方法,并且提供几个实例来加深理解。

一、聚类系数概述聚类系数是用来度量聚类结果的紧密程度的指标,它可以评估聚类算法的性能。

聚类系数越接近1,表示聚类结果越紧密;聚类系数越接近0,表示聚类结果越松散。

二、聚类系数的计算方法在Matlab中,有多种方法可以计算聚类系数,下面介绍两种常用的方法:Davies-Bouldin Index(DBI)和Calinski-Harabasz Index(CHI)。

1. Davies-Bouldin Index(DBI)DBI是基于样本间距离和类间距离的聚类系数。

它的计算公式如下:DBI = 1/k * sum(max{Rij + Rik}/d(Ci, Cj))其中,Ci表示第i个簇,Cj表示第j个簇,Rij表示两个簇之间的样本间距离,Rik表示第i个簇内样本的平均距离,d(Ci, Cj)表示两个簇中心点之间的距离。

2. Calinski-Harabasz Index(CHI)CHI是基于簇内方差和簇间方差的聚类系数。

它的计算公式如下:CHI = b(k)/(a(k)*(m-k))其中,k表示聚类的簇数,m表示总样本数,a(k)表示簇内方差的平均值,b(k)表示簇间方差的平均值。

三、实例分析为了更好地理解和使用Matlab中的聚类系数计算方法,下面将给出两个实例。

实例一:对Iris数据集进行聚类分析Iris数据集是一个常用的用于分类和聚类的数据集。

我们可以使用DBI和CHI来评估聚类算法在Iris数据集上的表现。

首先,我们加载Iris数据集,并使用K-means算法进行聚类。

```matlabload fisheriris;X = meas;k = 3;[idx, centers] = kmeans(X, k);```然后,我们使用DBI和CHI来计算聚类系数。

MATLAB经典教程(全)PPT课件

MATLAB经典教程(全)PPT课件
由Cleve Moler和John Little于1980 年代初期开发,用于解决线性代数课 程的数值计算问题。
MATLAB的优势
易于学习、使用灵活、高效的数值计 算和可视化功能、强大的工具箱支持。
发展历程
从最初的数值计算工具,逐渐发展成 为一款功能强大的科学计算软件,广 泛应用于工程、科学、经济等领域。
MATLAB工作环境与界面
MATLAB工作环境
包括命令窗口、工作空间、命令历史窗口、当 前文件夹窗口等。
界面介绍
详细讲解MATLAB界面的各个组成部分,如菜 单栏、工具栏、编辑器窗口等。
基本操作
介绍如何在MATLAB环境中创建、保存、运行脚本和函数,以及如何进行基本 的文件操作。
基本数据类型与运算
矩阵大小
使用`size`函数获取矩阵的行数 和列数。
矩阵元素访问
通过下标访问矩阵元素,如 `A(i,j)`表示访问矩阵A的第i行第j 列元素。
矩阵基本操作
包括矩阵的加、减、数乘、转置 等操作。
矩阵运算及性质
矩阵乘法 满足乘法交换律和结合律,但不满足 乘法交换律。
矩阵的逆
对于方阵,若存在一矩阵B,使得 AB=BA=I(I为单位矩阵),则称B 为A的逆矩阵。
Hale Waihona Puke 03 数据分析与可视化数据导入、导出及预处理
数据导入
介绍如何使用MATLAB导入各种格式的数据文件, 如.csv、.txt、.xlsx等。
数据导出
讲解如何将MATLAB中的数据导出为常见的数据文件格式,以 便于数据共享和交换。
数据预处理
阐述数据清洗、数据变换、数据规约等预处理技术,为后续的数 据分析和可视化奠定基础。
01
02

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汇报人:可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号(=)定义变 量。
详细描述
直接输入:在 MATLAB中,可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ,`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建: MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵,如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵, `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ,可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图, 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ,可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ,可以展示三维空间中的曲面

三维等高线图

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码

加权聚类系数和加权平均路径长度matlab代码加权聚类系数和加权平均路径长度是图论中一对重要的指标,用于评价网络图中节点之间的连接密度和通信效率。

在本文中,我将重点介绍加权聚类系数和加权平均路径长度的概念,并提供相应的Matlab代码来计算这些指标。

1. 加权聚类系数加权聚类系数是一种度量网络图中节点局部连接密度的指标。

对于一个节点而言,它的聚类系数定义为该节点的邻居节点之间实际存在的边数与可能存在的边数的比值。

在加权网络图中,我们需要考虑边的权重。

对于给定的节点i,其邻居节点集合定义为Ni,该节点的聚类系数Ci可以通过以下步骤计算得到:1. 对于节点i的每对邻居节点j和k,计算其边的权重wij和wik。

2. 对于每对邻居节点j和k,计算其边的权重的乘积相加,即sum =Σ(wij * wik)。

3. 计算节点i的邻居节点之间可能的边数,即possible_edges = (|Ni| * (|Ni| - 1)) / 2。

4. 计算节点i的加权聚类系数Ci = 2 * sum / possible_edges。

下面是使用Matlab实现计算加权聚类系数的代码:```matlabfunction weighted_clustering_coefficient =compute_weighted_clustering_coefficient(adjacency_matrix) num_nodes = size(adjacency_matrix, 1);weighted_clustering_coefficient = zeros(num_nodes, 1);for i = 1:num_nodesneighbors = find(adjacency_matrix(i, :) > 0);num_neighbors = length(neighbors);if num_neighbors >= 2weights = adjacency_matrix(i, neighbors);weighted_sum = 0;for j = 1:num_neighbors-1for k = j+1:num_neighborsweighted_sum = weighted_sum + (weights(j) * weights(k));endendpossible_edges = (num_neighbors * (num_neighbors - 1)) / 2;weighted_clustering_coefficient(i) = 2 * weighted_sum / possible_edges;endendend```在上述代码中,我们首先根据给定的邻接矩阵的大小确定节点数量。

Matlab详细学习讲义

Matlab详细学习讲义

Matlab详细学习讲义《MA TLAB软件应⽤》讲义[第2 / 16次课]第1章基础准备及⼊门⼀点名⼆作业讲评三复习提问MATLAB界⾯由⼏⼤组件组成?MATLAB的搜索路径主要有什么应⽤途径?四上机练习内容启动MATLAB。

在D盘根⽬录下,以“学号_姓名”的格式创建⽂件夹,并在Matlab中将该⽬录设置为Current Folder。

(利⽤MA TLAB Toolbar 中Current Folder组合框后的按钮)。

以下为本章教学必须掌握的知识点。

在MA TLAB的Command Window中练习以下代码,并观察系统输出,并逐⾏进⾏注释。

本次课结束后将代码⽂件上传。

在MA TLAB程序界⾯中进⾏以下操作:1 上机实习内容提⽰及要求启动MATLAB后,依次练习MA TLAB的菜单项、⼯具栏和Command Window、Current Folder、Command History、Workspace等主要组件的基本功能,按指定内容在MA TLAB程序界⾯下进⾏操作练习。

2 上机实习内容在MATLAB程序界⾯中进⾏以下操作:1) Command Window指令窗⼝在集成窗体和独⽴窗体之间切换(Undock/Dock按钮)2) 在Command Window中运⾏以下指令,掌握换⾏符(...)的使⽤>> (12+2*(7-4))/3^2>> S=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7-1/8>> S=1-1/2+1/3-1/4+…+1/5-1/6+1/7-1/83)在Command Window中分别输⼊以下数值,并按回车,观察MA TLAB的输出(数值如3, -99, 0.001, 9.456, 1.3e-3, 4.5e33, eps, 等)4)以下实例涉及变量的定义规则,在Command Window中分别输⼊并按回车,观察MA TLAB的输出结果.输出结果为错误提⽰时,分析出现错误的原因.>> xyz_4=32.75>> var1=3.09e-5*1028>> 4xyz=32.75>> 4*xyz=198.28>>4,xyz=198.285) 在Command Window中输⼊下列数学常数,并按回车:eps, i, j, Inf, inf, intmax, NaN, nan, pi, realmax, realmin,观察并分析系统的输出。

复杂网络中基本网络模型的matlab实现3Clustering_Coefficient

复杂网络中基本网络模型的matlab实现3Clustering_Coefficient
C(i)=0;
else
B=A(aa,aa); % 抽取子图的邻接矩阵
C(i)=length(find(B==1))/(m*(m-1));
end
end
end
aver_C=mean(C);
disp(['节点',int2str(i),'为孤立节点,其聚类系数赋值为0']);
C(i)=0;
else
m=length(aa);
if m==1
disp(['节点',int2str(i),'只有一个邻居节点,其聚类系数赋值为0']);
%A————————网络图的邻接矩阵
%C————————网络图各节点的聚类系数
%aver———————整个网络图的聚类系数
N=size(A,2);
C=zeros(1,N);
for i=1:N
aa=find(A(i,:)==1); %寻找子图的邻居节点
if isempty(aa)
function [C,aver_C]=Clustering_Coefficient(A)
%% 求网络图中各节点的聚类系数及整个网络的聚类系数
%% 求解算法:求解每个节点的聚类系数,找某节点的所有邻居,这些邻居节点构成一个子图
%% 从Байду номын сангаас中抽出该子图的邻接矩阵,计算子图的边数,再根据聚类系数的定义,即可算出该节点的聚类系数

利用Matlab软件实现聚类分析

利用Matlab软件实现聚类分析

§8.利用Matlab和SPSS软件实现聚类分析1. 用Matlab编程实现运用Matlab中的一些基本矩阵计算方法,通过自己编程实现聚类算法,在此只讨论根据最短距离规则聚类的方法。

调用函数:min1.m——求矩阵最小值,返回最小值所在行和列以及值的大小min2.m——比较两数大小,返回较小值std1.m——用极差标准化法标准化矩阵ds1.m——用绝对值距离法求距离矩阵cluster.m——应用最短距离聚类法进行聚类分析print1.m——调用各子函数,显示聚类结果聚类分析算法假设距离矩阵为vector,a阶,矩阵中最大值为max,令矩阵上三角元素等于max聚类次数=a-1,以下步骤作a-1次循环:求改变后矩阵的阶数,计作c求矩阵最小值,返回最小值所在行e和列f以及值的大小gfor l=1:c,为vector(c+1,l)赋值,产生新类令第c+1列元素,第e行和第f行所有元素为,第e列和第f列所有元素为max源程序如下:%std1.m,用极差标准化法标准化矩阵function std=std1(vector)max=max(vector); %对列求最大值min=min(vector);[a,b]=size(vector); %矩阵大小,a为行数,b为列数for i=1:afor j=1:bstd(i,j)= (vector(i,j)-min(j))/(max(j)-min(j));endend%ds1.m,用绝对值法求距离function d=ds1(vector);[a,b]=size(vector);d=zeros(a);for i=1:afor j=1:afor k=1:bd(i,j)=d(i,j)+abs(vector(i,k)-vector(j,k));endendendfprintf('绝对值距离矩阵如下:\n');disp(d)%min1.m,求矩阵中最小值,并返回行列数及其值function [v1,v2,v3]=min1(vector);%v1为行数,v2为列数,v3为其值[v,v2]=min(min(vector'));[v,v1]=min(min(vector));v3=min(min(vector));%min2.m,比较两数大小,返回较小的值function v1=min(v2,v3);if v2>v3v1=v3;elsev1=v2;end%cluster.m,最短距离聚类法function result=cluster(vector);[a,b]=size(vector);max=max(max(vector));for i=1:afor j=i:bvector(i,j)=max;endend;for k=1:(b-1)[c,d]=size(vector);fprintf('第%g次聚类:\n',k);[e,f,g]=min1(vector);fprintf('最小值=%g,将第%g区和第%g区并为一类,记作G%g\n\n',g,e,f,c+1);for l=1:cif l<=min2(e,f)vector(c+1,l)=min2(vector(e,l),vector(f,l));elsevector(c+1,l)=min2(vector(l,e),vector(l,f));endend;vector(1:c+1,c+1)=max;vector(1:c+1,e)=max;vector(1:c+1,f)=max;vector(e,1:c+1)=max;vector(f,1:c+1)=max;end%print1,调用各子函数function print=print1(filename,a,b); %a为地区个数,b为指标数fid=fopen(filename,'r')vector=fscanf(fid,'%g',[a b]);fprintf('标准化结果如下:\n')v1=std1(vector)v2=ds1(v1);cluster(v2);%输出结果print1('fname',9,7)2.直接调用Matlab函数实现2.1调用函数层次聚类法(Hierarchical Clustering)的计算步骤:①计算n个样本两两间的距离{d ij},记D②构造n个类,每个类只包含一个样本;③合并距离最近的两类为一新类;④计算新类与当前各类的距离;若类的个数等于1,转到5);否则回3);⑤画聚类图;⑥决定类的个数和类;Matlab软件对系统聚类法的实现(调用函数说明):cluster 从连接输出(linkage)中创建聚类clusterdata 从数据集合(x)中创建聚类dendrogram 画系统树状图linkage 连接数据集中的目标为二元群的层次树pdist计算数据集合中两两元素间的距离(向量) squareform 将距离的输出向量形式定格为矩阵形式zscore 对数据矩阵X 进行标准化处理各种命令解释⑴T = clusterdata(X, cutoff)其中X为数据矩阵,cutoff是创建聚类的临界值。

第17讲Matlab聚类分析

第17讲Matlab聚类分析

第5节聚类分析对于所收集到的一组数据,如何对这组数据进行分类,这也是实际中面临的一个重要问题,统计中的聚类分析就可达到此目的,聚类分析根据分类对象的不同分为Q型聚类分析和R型聚类分析。

Q型聚类是指对样品进行分类,R型聚类则是指对变量进行分类。

在此也只对Q型聚类进行说明。

聚类的方法也是多种多样,最常用的方法有系统聚类法,动态聚类法。

系统聚类法开始时每个对象自成为一类,然后将相似的两类合并,合并后重新计算新类与其他类的距离或者相似系数,这一过程进行到将所有对象归为一类为止。

而动态聚类法则是先将分类对象进行初步分类,然后根据某种准则对分类进行调整,直到满足分类准则不能再调整为止。

下面给出聚类过程中需要用到的距离或者相关系数概念。

5.1距离或相似系数设有p个变量X i,X2,...,X p,收集到一组数据(Xm&'.rX ip), i ,表示成表5.1.1的形式。

5.1.1数据变换在实际工作中,变量的量纲是不一样的,为了消除量纲的影响,需要对数据进行变换,常用的变换有如下几种。

(1)中心化变换: X jj 二X jj -召,i =1,..., n, j =1,...,p ,此变换后的数据的均值为0,协方差矩阵不变。

(2) 标准化变换:x j =区「X j )/S j ,i =1,..., n, j =1,..., p ,经此变换后的数据均值为 0, 标准差为1,且变换后的数据没有量纲。

(3) 极差正规化变换:X jj =区一段£ X ) / R j ,i =1,..., n,j =1,..., p 。

变换后的数据值在[0,1]区间内,极差为1,没有量纲。

此外还有其他变换,这里不详述。

5.1.2样品间的距离为了刻画这n 个样品间的关系的亲密程度,可用距离来度量。

对于区间型和比率型数据,距离常用的有如下几个:1明考夫斯基(Minkowski )距离:第i 个样品x :=(为1,心,...,心)与第j 个样品X 】=(冷,X j2,...,X jp )的明考夫斯基距离定义为:pr =1时,d ij (1)=送为-X j|,称为绝对值距离im < pd j (2) = Z |XI2r =°°时,d j (乂)=辆習X i —Xji ,称为切比雪夫距离2 马氏(Mahalanobis )距离第i 个样品x 】=(X^1,X i2,..., X^p )与第j 个样品x 【=(x j1,x j 2,...,X jp )的马氏距离定义 为:1 n _ _d ij (M ) = (x i -x j )T S 4(x i -旳),其中 S' (x i -X )(x i -X )T ,为样本的协方差矩 n —1 i 壬_ 1 n x x i 为样本的平均值。

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复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的M A T L A B源代码复杂网络聚类系数和平均路径长度计算的MATLAB源代码申明:文章来自百度用户carrot_hy复杂网络的代码总共是三个m文件,复制如下:第一个文件,CCM_ClusteringCoef.mfunction [Cp_Global, Cp_Nodal] = CCM_ClusteringCoef(gMatrix, Types)% CCM_ClusteringCoef calculates clustering coefficients.% Input:% gMatrix adjacency matrix% Types type of graph:'binary','weighted','directed','all'(default).% Usage:% [Cp_Global, Cp_Nodal] = CCM_ClusteringCoef(gMatrix, Types) returns% clustering coefficients for all nodes "Cp_Nodal" and average clustering % coefficient of network "Cp_Global".% Example:% G = CCM_TestGraph1('nograph');% [Cp_Global, Cp_Nodal] = CCM_ClusteringCoef(G);% Note:% 1) one node have vaule 0, while which only has a neighbour or none.% 2) The dircted network termed triplets that fulfill the follow condition % as non-vacuous: j->i->k and k->i-j,if don't satisfy with that as% vacuous, just like: j->i,k->i and i->j,i->k. and the closedtriplets% only j->i->k == j->k and k->i->j == k->j.% 3) 'ALL' type network code from Mika Rubinov's BCT toolkit.% Refer:% [1] Barrat et al. (2004) The architecture of the complex weighted networks. % [2] Wasserman,S.,Faust,K.(1994) Social Network Analysis: Methods and% Applications.% [3] Tore Opsahl and Pietro Panzarasa (2009). "Clustering in Weighted% Networks". Social Networks31(2).% See also CCM_Transitivity% Written by Yong Liu, Oct,2007% Center for Computational Medicine (CCM),% National Laboratory of Pattern Recognition (NLPR),% Institute of Automation,Chinese Academy of Sciences (IACAS), China.% Revise by Hu Yong, Nov, 2010% E-mail:% based on Matlab 2006a% $Revision: 1.0, Copywrite (c) 2007error(nargchk(1,2,nargin,'struct'));if(nargin < 2), Types = 'all'; endN = length(gMatrix);gMatrix(1:(N+1):end) = 0;%Clear self-edgesCp_Nodal = zeros(N,1); %Preallocateswitch(upper(Types))case 'BINARY'%Binary networkgMatrix = double(gMatrix > 0);%Ensure binary networkfor i = 1:Nneighbor = (gMatrix(i,:) > 0);Num = sum(neighbor);%number of neighbor nodestemp = gMatrix(neighbor, neighbor);if(Num > 1), Cp_Nodal(i) = sum(temp(:))/Num/(Num-1); end endcase 'WEIGHTED'% Weighted network -- arithmetic meanfor i = 1:Nneighbor = (gMatrix(i,:) > 0);n_weight = gMatrix(i,neighbor);Si = sum(n_weight);Num = sum(neighbor);if(Num > 1),n_weight = ones(Num,1)*n_weight;n_weight = n_weight + n_weight';n_weight = n_weight.*(gMatrix(neighbor, neighbor) > 0);Cp_Nodal(i) = sum(n_weight(:))/(2*Si*(Num-1));endend%case 'WEIGHTED'% Weighted network -- geometric mean% A = (gMatrix~= 0);% G3 = diag((gMatrix.^(1/3) )^3);)% A(A == 0) = inf; %close-triplet no exist,let CpNode=0 (A=inf)% CpNode = G3./(A.*(A-1));case 'DIRECTED', % Directed networkfor i = 1:Ninset = (gMatrix(:,i) > 0); %in-nodes setoutset = (gMatrix(i,:) > 0)'; %out-nodes setif(any(inset & outset))allset = and(inset, outset);% Ensure aji*aik > 0,j belongs to inset,and k belongs to outsettotal = sum(inset)*sum(outset) - sum(allset);tri = sum(sum(gMatrix(inset, outset)));Cp_Nodal(i) = tri./total;endend%case 'DIRECTED', % Directed network -- clarity format (from Mika Rubinov, UNSW)% G = gMatrix + gMatrix'; %symmetrized% D = sum(G,2); %total degree% g3 = diag(G^3)/2; %number of triplet% D(g3 == 0) = inf; %3-cycles no exist,let Cp=0% c3 = D.*(D-1) - 2*diag(gMatrix^2); %number of all possible 3-cycles% Cp_Nodal = g3./c3;%Note: Directed & weighted network (from Mika Rubinov)case 'ALL',%All typeA = (gMatrix~= 0); %adjacency matrixG = gMatrix.^(1/3) + (gMatrix.').^(1/3);D = sum(A + A.',2); %total degreeg3 = diag(G^3)/2; %number of tripletD(g3 == 0) = inf; %3-cycles no exist,let Cp=0c3 = D.*(D-1) - 2*diag(A^2);Cp_Nodal = g3./c3;otherwise,%Eorr Msgerror('Type only four: "Binary","Weighted","Directed",and "All"');endCp_Global =sum(Cp_Nodal)/N;%%第二个文件:CCM_AvgShortestPath.mfunction [D_Global, D_Nodal] = CCM_AvgShortestPath(gMatrix, s, t)% CCM_AvgShortestPath generates the shortest distance matrix of source nodes% indice s to the target nodes indice t.% Input:% gMatrix symmetry binary connect matrix or weighted connect matrix% s source nodes, default is 1:N% t target nodes, default is 1:N% Usage:% [D_Global, D_Nodal] = CCM_AvgShortestPath(gMatrix) returns the mean% shortest-path length of whole network D_Global,and the mean shortest-path % length of each node in the network% Example:% G = CCM_TestGraph1('nograph');% [D_Global, D_Nodal] = CCM_AvgShortestPath(G);% See also dijk, MEAN, SUM% Written by Yong Liu, Oct,2007% Modified by Hu Yong, Nov 2010% Center for Computational Medicine (CCM),% Based on Matlab 2008a% $Revision: 1.0, Copywrite (c) 2007% ###### Input check #########error(nargchk(1,3,nargin,'struct'));N = length(gMatrix);if(nargin < 2 | isempty(s)), s = (1:N)';else s = s(:); endif(nargin < 3 | isempty(t)), t = (1:N)';else t = t(:); end% Calculate the shortest-path from s to all nodeD = dijk(gMatrix,s);%D(isinf(D)) = 0;D = D(:,t); %To target nodesD_Nodal = (sum(D,2)./sum(D>0,2));% D_Nodal(isnan(D_Nodal)) = [];D_Global = mean(D_Nodal);第三个文件: dijk.mfunction D = dijk(A,s,t)%DIJK Shortest paths from nodes 's' to nodes 't' using Dijkstra algorithm.% D = dijk(A,s,t)% A = n x n node-node weighted adjacency matrix of arc lengths% (Note: A(i,j) = 0 => Arc (i,j) does not exist;% A(i,j) = NaN => Arc (i,j) exists with 0 weight) % s = FROM node indices% = [] (default), paths from all nodes% t = TO node indices% = [] (default), paths to all nodes% D = |s| x |t| matrix of shortest path distances from 's' to 't'% = [D(i,j)], where D(i,j) = distance from node 'i' to node 'j'%% (If A is a triangular matrix, then computationally intensive node% selection step not needed since graph is acyclic (triangularity is a% sufficient, but not a necessary, condition for a graph to be acyclic)% and A can have non-negative elements)%% (If |s| >> |t|, then DIJK is faster if DIJK(A',t,s) used, where D is now % transposed and P now represents successor indices)%% (Based on Fig. 4.6 in Ahuja, Magnanti, and Orlin, Network Flows,% Prentice-Hall, 1993, p. 109.)% Copyright (c) 1998-2000 by Michael G. Kay% Matlog Version 1.3 29-Aug-2000%% Modified by JBT, Dec 2000, to delete paths% Input Error Checking ****************************************************** error(nargchk(1,3,nargin,'struct'));[n,cA] = size(A);if nargin < 2 | isempty(s), s = (1:n)'; else s = s(:); endif nargin < 3 | isempty(t), t = (1:n)'; else t = t(:); endif ~any(any(tril(A) ~= 0)) % A is upper triangularisAcyclic = 1;elseif ~any(any(triu(A) ~= 0)) % A is lower triangularisAcyclic = 2;else % Graph may not be acyclicisAcyclic = 0;endif n ~= cAerror('A must be a square matrix');elseif ~isAcyclic & any(any(A < 0))error('A must be non-negative');elseif any(s < 1 | s > n)error(['''s'' must be an integer between 1 and ',num2str(n)]);elseif any(t < 1 | t > n)error(['''t'' must be an integer between 1 and ',num2str(n)]);end% End (Input Error Checking) ************************************************ A = A'; % Use transpose to speed-up FIND for sparse AD = zeros(length(s),length(t));P = zeros(length(s),n);for i = 1:length(s)j = s(i);Di = Inf*ones(n,1); Di(j) = 0;isLab = logical(zeros(length(t),1));if isAcyclic == 1nLab = j - 1;elseif isAcyclic == 2nLab = n - j;elsenLab = 0;UnLab = 1:n;isUnLab = logical(ones(n,1));endwhile nLab < n & ~all(isLab)if isAcyclicDj = Di(j);else % Node selection[Dj,jj] = min(Di(isUnLab));j = UnLab(jj);UnLab(jj) = [];isUnLab(j) = 0;endnLab = nLab + 1;if length(t) < n, isLab = isLab | (j == t); end[jA,kA,Aj] = find(A(:,j));Aj(isnan(Aj)) = 0;if isempty(Aj), Dk = Inf; else Dk = Dj + Aj; endP(i,jA(Dk < Di(jA))) = j;Di(jA) = min(Di(jA),Dk);if isAcyclic == 1 % Increment node index for upper triangular Aj = j + 1;elseif isAcyclic == 2 % Decrement node index for lower triangular Aj = j - 1;end%disp( num2str( nLab ));endD(i,:) = Di(t)';end。

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