复杂网络拓扑与结构分析系统
项目介绍
本系统是一个基于MATLAB的复杂网络分析平台,专为实现复杂网络的拓扑特征和结构识别而设计。该系统集成了图论算法、社区检测技术和数据可视化功能,为用户提供全面的网络结构分析解决方案。通过本系统,用户可以深入理解复杂网络的统计特性、聚类模式和社区结构。
功能特性
- 度分布分析:计算网络中每个节点的度数及其分布情况,生成统计表格和分布图
- 簇系数计算:测算网络的聚类特性及局部连接密度,提供全局和局部簇系数结果
- 聚类分析:识别网络中的密切连接子群,生成聚类分析报告和聚类系数矩阵
- 社区发现:采用模块化优化算法(如Louvain算法、GN算法)检测网络中的社区结构
- 可视化展示:提供交互式网络拓扑图和社区结构可视化界面,支持多种布局算法
使用方法
- 准备输入数据:支持网络邻接矩阵(N×N稀疏或稠密矩阵)、边列表文件(源节点、目标节点和权重三列数据)以及多种格式的网络数据文件(.mat、.txt、.csv)
- 运行分析系统:启动主程序,系统将自动加载数据并进行预处理
- 选择分析功能:根据需要选择相应的分析模块:
- 基本统计量分析(节点数、边数、网络密度等)
- 度分布计算与可视化
- 簇系数分析
- 聚类识别
- 社区检测
- 查看与导出结果:系统将生成分析报告和可视化图形,支持将结果导出为Excel或文本格式
系统要求
- 操作系统:Windows 10/11、macOS 10.14+ 或 Linux Ubuntu 16.04+
- 软件环境:MATLAB R2018b 或更高版本
- 必备工具箱:MATLAB图论工具箱、统计与机器学习工具箱
- 内存要求:至少8GB RAM(处理大型网络建议16GB以上)
文件说明
主程序文件整合了系统的核心功能,包括数据导入与验证、网络基本参数计算、度分布统计分析、局部与全局聚类特性评估、基于模块化优化的社区结构识别以及多种可视化展示能力。该文件通过模块化设计实现了完整的分析流程,并提供了结果导出接口。