MATLAB网络建模与分析工具箱：小世界与无标度网络仿真

资 源 简 介

本MATLAB项目提供Watts-Strogatz小世界和Barabási-Albert无标度网络模型的完整实现，支持参数化生成、度分布计算及双坐标系可视化。适用于复杂网络研究与教学场景。

详 情 说 明

小世界与无标度网络建模及拓扑特性分析系统

项目介绍

本项目是一个用于复杂网络建模与分析的MATLAB工具包，主要实现了两种经典的复杂网络模型：Watts-Strogatz小世界网络模型和Barabási-Albert无标度网络模型。系统能够生成相应的网络结构，并对其拓扑特性进行全面的量化分析和可视化展示，为复杂网络研究提供完整的解决方案。

功能特性

• 网络模型生成：

- Watts-Strogatz小世界网络生成，支持随机重连概率参数调整 - Barabási-Albert无标度网络生成，支持优先连接机制 - 支持导入自定义邻接矩阵进行后续分析

• 拓扑特性分析：

- 计算网络度分布（线性坐标与双对数坐标展示） - 计算全局集聚系数与各节点局部集聚系数 - 统计平均度、网络密度、网络直径、平均路径长度等基本参数 - 分析网络连通性特性

• 可视化功能：

- 网络拓扑结构图形化展示 - 度分布可视化（线性坐标系与对数坐标系） - 分析结果图表输出

• 数据管理：

- 支持邻接矩阵的稀疏矩阵存储 - 分析结果数据导出为.mat格式文件

使用方法

基本参数设置

% 选择网络类型：'smallworld' 或 'scale-free' network_type = 'smallworld';

% 设置网络规模（节点数） N = 500;

% 小世界网络参数 K = 4; % 初始邻接数 p = 0.1; % 重连概率

% 无标度网络参数 m0 = 5; % 初始节点数 m = 2; % 每次添加连接数

运行分析

运行主程序文件即可启动完整分析流程，系统将自动生成网络、计算各项指标并输出可视化结果。

结果输出

• 控制台显示：基本网络参数统计报告
• 图像输出：网络拓扑图、度分布图
• 数据文件：邻接矩阵及分析结果保存为.mat格式

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：

- Statistics and Machine Learning Toolbox - Image Processing Toolbox（用于部分可视化功能）

• 内存要求：建议4GB以上，大规模网络（N>10000）需要8GB以上
• 磁盘空间：至少100MB可用空间

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括网络模型的生成算法、拓扑特性的计算逻辑以及结果的可视化呈现。该文件实现了从参数输入到结果输出的完整工作流程，能够根据用户指定的网络类型和参数自动选择相应的建模方法，执行度分布分析、集聚系数计算等关键操作，并生成综合性的分析报告和图形化输出。