基于MATLAB的BA无标度网络仿真与分析工具包

资 源 简 介

该项目实现了Barabási-Albert无标度网络生成算法，支持动态模拟网络增长过程，并提供度分布、平均路径长度等关键拓扑参数的计算与可视化功能，适用于复杂网络研究与教学场景。

详 情 说 明

基于BA模型的复杂网络拓扑结构与参数仿真分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台的复杂网络仿真分析系统，实现了经典的Barabási-Albert（BA）无标度网络模型。系统能够生成符合幂律分布的复杂网络，动态模拟网络的增长过程，并对其拓扑特性进行全面的量化分析与可视化展示。该系统为复杂网络理论研究、教学演示和工程应用提供了实用的仿真工具。

功能特性

• BA模型完整实现：精确实现了包括初始网络构建、节点增长和偏好连接机制在内的经典BA模型算法
• 动态过程模拟：可实时观察网络从初始状态到最终规模的动态演化过程
• 多维度拓扑分析：系统计算并展示网络的关键拓扑参数：

- 度分布（验证幂律特性） - 平均路径长度（小世界特性分析） - 聚类系数（局部连通性度量） - 节点度相关性（同配性/异配性分析）

• 灵活参数调节：提供友好的参数输入界面，支持用户自定义：

- 初始网络规模（m0） - 最终网络规模（N） - 新增节点的连接边数（m） - 随机种子（保证实验结果可重现）

• 丰富可视化输出：生成多种专业图形，包括网络结构图、双对数坐标度分布图、参数演变时序图等

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，系统将显示参数输入界面
2. 设置参数：

- 输入初始节点数量（建议值3-5） - 指定网络最终规模（建议值100-5000） - 设置每次新增连接数（需小于等于初始节点数） - 可选设置随机种子以确保结果可重现

1. 执行仿真：确认参数后系统开始BA网络生成过程
2. 结果分析：查看自动生成的拓扑参数数值结果和可视化图形
3. 结果导出：可保存邻接矩阵数据和图形输出用于进一步分析

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基础安装（包含基本绘图功能）
• 硬件配置：建议4GB以上内存，处理大规模网络（N>1000）时需要更高配置

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能流程，包括参数输入界面的创建与交互、BA网络生成算法的完整实现、多种拓扑结构参数的计算逻辑、以及结果可视化的综合处理。该文件通过模块化设计实现了从网络构建到分析展示的全过程自动化处理，确保用户只需简单配置即可获得完整的仿真分析结果。