MATLAB实现Watts-Strogatz小世界网络动态仿真模型

资 源 简 介

本项目基于Watts-Strogatz算法，通过MATLAB实现从小世界规则网络构造到随机化重连的全过程仿真。支持自定义节点数量与连接参数，提供网络特征分析与可视化功能，适用于复杂网络理论研究与教学演示。

详 情 说 明

Watts-Strogatz小世界网络模型仿真与分析

项目介绍

本项目实现了经典的Watts-Strogatz (WS) 小世界网络模型仿真与分析工具。通过构建初始规则网络并引入概率性随机重连机制，研究网络从规则结构向随机网络过渡过程中拓扑特性的演化规律，特别是小世界现象（高集聚系数与短平均路径长度）的形成条件。

功能特性

• 规则网络构建：生成包含N个节点的环形最近邻耦合网络，每个节点对称连接K/2个相邻节点
• 随机化重连：基于概率p对网络边进行蒙特卡洛随机重连，避免自连接和重复边
• 拓扑可视化：采用环形布局直观展示网络结构随重连概率p的动态变化
• 特征量化分析：计算集聚系数和平均路径长度等关键拓扑指标
• 过程追踪：详细记录每次重连操作的原节点与目标节点变更信息

使用方法

1. 设置网络参数：节点数量N、邻居数K（需为偶数）、重连概率p
2. 运行主程序，系统将依次执行：

- 构建初始规则网络邻接矩阵 - 实施概率p驱动的随机重连过程 - 生成网络可视化图形 - 计算并输出拓扑特征参数

1. 查看输出结果：邻接矩阵、网络结构图、特征参数值和重连日志

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 常用绘图与矩阵运算工具箱
• 至少2GB内存（建议N≤1000时使用）

文件说明

主程序文件集成了完整的网络建模与分析流程，具体包括参数初始化、规则网络生成、随机重连算法实现、拓扑特征计算模块以及图形化输出功能。该文件通过邻接矩阵操作完成网络结构的动态演化，并调用可视化工具展示环形网络布局，同时输出集聚系数与平均路径长度的定量分析结果。