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Matlab怎么绘制桑基图

发布时间:2022-03-02 14:33:13 来源:亿速云 阅读:247 作者:小新 栏目:开发技术

这篇文章主要为大家展示了“Matlab怎么绘制桑基图”,内容简而易懂,条理清晰,希望能够帮助大家解决疑惑,下面让小编带领大家一起研究并学习一下“Matlab怎么绘制桑基图”这篇文章吧。

    这次主要是分享自己写的一个函数,用来绘制桑基图,效果大概是下面这样子:

    Matlab怎么绘制桑基图

    Matlab怎么绘制桑基图

    Matlab怎么绘制桑基图

    先说明函数(sankey2)怎么用,函数完整代码放在博客最后

    详细用法

    1 使用示例

    新建一个m文件,运行如下代码

    List={'a1',1,'A';
          'a2',1,'A';
          'a3',1,'A';
          'a3',0.5,'C';
          'b1',1,'B';
          'b2',1,'B';
          'b3',1,'B';
          'c1',1,'C';
          'c2',1,'C';
          'c3',1,'C';
          'A',2,'AA';
          'A',1,'BB';
          'B',1.5,'BB';
          'B',1.5,'AA';
          'C',3.5,'BB';
          };
    axis([0,2,0,1])
    sankeyHdl=sankey2([],'XLim',[0,2],'YLim',[0,1],'PieceWidth',0.15,'List',List,'Color',[0.3,0.3,0.7])

    Matlab怎么绘制桑基图

    2 输入参数

    2.1 必要输入参数

    必要参数一共有四个,第一个就是流量表(‘List’),可以从excel里导入,也可以像下图这样直接写在cell数组里:

    List={'a1',1,'A';
          'a2',1,'A';
          'a3',1,'A';
          'a3',0.5,'C';
          'b1',1,'B';
          'b2',1,'B';
          'b3',1,'B';
          'c1',1,'C';
          'c2',1,'C';
          'c3',1,'C';
          'A',2,'AA';
          'A',1,'BB';
          'B',1.5,'BB';
          'B',1.5,'AA';
          'C',3.5,'BB';
          };

    另外三个参数为,x轴范围(‘xLim’),y轴范围(‘YLim’),以及函数第一个参数,要绘制图像的axes,要画在当前窗口可以将第一个参数写作[]或者gca

    2.2 修饰参数

    主要有以下几个,不写时用省缺值替换

    • Color 方块颜色

    • EdgeColor 方块边缘颜色

    • FontSize 字号

    • FontColor 字体颜色

    • PieceWidth 方块宽度

    • Margin 桑基图距离边缘距离

    • Sep 纵向空白占方块总长度比例

    其中Color可以是个nx3大小的矩阵,矩阵中数值范围为[0,1],例如:

    List={'a1',1,'A';
          'a2',1,'A';
          'a3',1,'A';
          'a3',0.5,'C';
          'b1',1,'B';
          'b2',1,'B';
          'b3',1,'B';
          'c1',1,'C';
          'c2',1,'C';
          'c3',1,'C';
          'A',2,'AA';
          'A',1,'BB';
          'B',1.5,'BB';
          'B',1.5,'AA';
          'C',3.5,'BB';
          };
    axis([0,2,0,1])
    colorList=[0.4600    0.5400    0.4600
        0.5400    0.6800    0.4600
        0.4100    0.4900    0.3600
        0.3800    0.5300    0.8400
        0.4400    0.5900    0.8700
        0.5800    0.7900    0.9300
        0.6500    0.6400    0.8400
        0.6300    0.6300    0.8000
        0.5600    0.5300    0.6700
        0.7600    0.8100    0.4300
        0.5600    0.8600    0.9700
        0.7800    0.5900    0.6500
        0.8900    0.9100    0.5300
        0.9300    0.5600    0.2500];
    sankeyHdl=sankey2([],'XLim',[0,2],'YLim',[0,1],'PieceWidth',0.15,'List',List,'Color',colorList)

    Matlab怎么绘制桑基图

    3 输出

    函数的输出如下:

    Matlab怎么绘制桑基图

    nameList就是每一个元素的名称,block是每一个方块的图形对象,connect是每一个连接的图形对象,txt是每一个标签的文本对象,我们可以做出以下操作:

    图形对象和文本对象原本自带的属性依旧可以用(颜色,位置,透明度,边缘粗细等等)
    假设我们编写了如下代码的基础上,我们尝试对对象进行操作:

    List={'a1',1,'A';
          'a2',1,'A';
          'a3',1,'A';
          'a3',0.5,'C';
          'b1',1,'B';
          'b2',1,'B';
          'b3',1,'B';
          'c1',1,'C';
          'c2',1,'C';
          'c3',1,'C';
          'A',2,'AA';
          'A',1,'BB';
          'B',1.5,'BB';
          'B',1.5,'AA';
          'C',3.5,'BB';
          };
    axis([0,2,0,1])
    sankeyHdl=sankey2([],'XLim',[0,2],'YLim',[0,1],'PieceWidth',0.15,'List',List,'Color',colorList)

    Matlab怎么绘制桑基图

    操作1 把第四个方块颜色变为红色

    sankeyHdl.block(4).FaceColor=[0.8,0.3,0.3];

    Matlab怎么绘制桑基图

    操作2 把第10个方块的第一个连接变为红色

    sankeyHdl.connect(10,1).FaceColor=[0.8,0.3,0.3];

    Matlab怎么绘制桑基图

    操作3 把第11个标签文本放大

    sankeyHdl.txt(11).FontSize=40;

    Matlab怎么绘制桑基图

    函数完整代码

    function sankeyHdl=sankey2(varargin)
    if strcmp(get(varargin{1},'type'),'axes' )
        ax=varargin{1};
    else
        ax=gca;
    end
    hold(ax,'on')
    
    %若未设置,则图像的初始值==================================================
    prop.Color=[0,0,0];
    prop.FontSize=10;
    prop.FontColor=[0,0,0];
    prop.Xlim=[0,1];
    prop.YLim=[0,1];
    prop.PieceWidth=0.15;
    prop.List=[];
    prop.Margin=0.05;
    prop.Sep=1/8;
    prop.EdgeColor=[0 0 0];
    
    %从可变长度变量中提取有用信息==============================================
    for i=1:length(varargin)
        tempVar=varargin{i};
        if ischar(tempVar)&&length(tempVar)>1
            prop.(tempVar)=varargin{i+1};
        end
    end
    
    %流量矩阵构建==============================================================
    nameList=unique([prop.List(:,1);prop.List(:,3)],'stable');
    blockMat=zeros(length(nameList));
    for i=1:size(prop.List,1)
        s=strcmp(nameList,prop.List(i,1));
        e=strcmp(nameList,prop.List(i,3));
        blockMat(s,e)=prop.List{i,2};
    end
    totalFlow=max([sum(blockMat,1);sum(blockMat,2)'],[],1);
    
    
    %划分桑基图层次============================================================
    List_L=prop.List(:,1);
    List_R=prop.List(:,3);
    prop.layer=[];layerRoot=[];n=1;
    for i=length(List_R):-1:1
        if ~any(strcmp(List_L,List_R{i}))
            layerRoot=[layerRoot;find(strcmp(nameList,List_R{i}))];
        end
    end
    layerRoot=unique(layerRoot,'stable');
    while ~isempty(List_L)
        layer_n=[];
        for i=length(List_L):-1:1
            if ~any(strcmp(List_R,List_L{i}))
                layer_n=[layer_n;find(strcmp(nameList,List_L{i}))];
                List_L(i)=[];
                List_R(i)=[];
            end
        end
        layer_n=unique(layer_n,'stable');
        prop.layer(length(layer_n),n)=0;
        prop.layer(1:length(layer_n),n)=layer_n;
        n=n+1;
    end
    prop.layer(length(layerRoot),n)=0;
    prop.layer(1:length(layerRoot),n)=layerRoot;
    prop.layerNum=size(prop.layer,2);
    
    
    
    
    %绘制方块==================================================================
    baseBlockX=[0,1,1,0];
    baseBlockY=[0,0,1,1];
    bnul=max(sum(prop.layer~=0,1));   %block number upper limit
    baseLenY=(diff(prop.YLim)-2*prop.Margin)/(bnul+(bnul-1)*prop.Sep)*bnul;
    baseLenX=(diff(prop.XLim)-2*prop.Margin)/(prop.layerNum-0.5);
    colorIndex=1;
    for i=1:prop.layerNum
        tempY=prop.Margin;
        elemSet=prop.layer(prop.layer(:,i)~=0,i);
        flowSet=totalFlow(elemSet);
        offSet=(diff(prop.YLim)-2*prop.Margin-baseLenY/length(elemSet)*((length(elemSet)+(length(elemSet)-1)*prop.Sep)))/2;
        for j=1:length(elemSet)
            tempLenY=baseLenY./sum(flowSet).*flowSet(j);
            
            sankeyHdl.block(prop.layer(j,i))=...
            fill(baseBlockX.*prop.PieceWidth+prop.Margin+(i-1)*baseLenX,...
                baseBlockY.*tempLenY+tempY+offSet,...
                prop.Color(colorIndex,:),'EdgeColor',prop.EdgeColor);
            
            tempY=tempY+tempLenY+baseLenY/length(elemSet)*prop.Sep;
            colorIndex=mod(colorIndex,size(prop.Color,1))+1;
        end
    end
    
    %绘制连接
    layerList=prop.layer(:);
    for i=1:length(nameList)
        for j=i:length(nameList)
            if blockMat(i,j)~=0
                Hdl_L=sankeyHdl.block(i);
                Hdl_R=sankeyHdl.block(j);
                list_L=find(blockMat(i,:)~=0);
                list_R=find(blockMat(:,j)~=0);
                [~,pl,~]=intersect(layerList,list_L(:));
                [~,pr,~]=intersect(layerList,list_R(:));
                list_L=layerList(sort(pl));
                list_R=layerList(sort(pr));
                flow_L=blockMat(i,list_L);
                flow_R=blockMat(list_R,j);
                XData_L=Hdl_L.XData;YData_L=Hdl_L.YData;
                XData_R=Hdl_R.XData;YData_R=Hdl_R.YData;
                xx=[XData_L(1:2);XData_R(1:2)]';
                k_L=find(list_L==j);
                k_R=find(list_R==i);
                yy=[YData_L(1:2)+(YData_L(3:4)-YData_L(1:2))./sum(flow_L).*sum(flow_L(1:k_L-1));
                    YData_R(1:2)+(YData_R(3:4)-YData_R(1:2))./sum(flow_R).*sum(flow_R(1:k_R-1))]';
                xxq=XData_L(2):0.01:XData_R(1);
                yyq=interp1(xx,yy,xxq,'pchip');
                tempColor=Hdl_L.FaceColor;
                width=(YData_R(3)-YData_R(1))./sum(flow_R).*flow_R(k_R);
                 sankeyHdl.connect(i,k_L)=...
                fill([xxq,xxq(end:-1:1)],[yyq,yyq(end:-1:1)+width],tempColor,'EdgeColor','none','FaceAlpha',0.3);
            end    
        end
    end
    
    %绘制文本
    for i=1:prop.layerNum
        tempY=prop.Margin;
        elemSet=prop.layer(prop.layer(:,i)~=0,i);
        flowSet=totalFlow(elemSet);
        offSet=(diff(prop.YLim)-2*prop.Margin-baseLenY/length(elemSet)*((length(elemSet)+(length(elemSet)-1)*prop.Sep)))/2;
        for j=1:length(elemSet)
            tempLenY=baseLenY./sum(flowSet).*flowSet(j);
            
            sankeyHdl.txt(prop.layer(j,i))=...
            text(prop.PieceWidth+prop.Margin+(i-1)*baseLenX,tempLenY/2+tempY+offSet,[' ',nameList{elemSet(j)}],...
                'FontSize',prop.FontSize,'Color',prop.FontColor);
            
            tempY=tempY+tempLenY+baseLenY/length(elemSet)*prop.Sep;
        end
    end
    sankeyHdl.nameList=nameList';
    end

    使用示例代码

    List={'零食',300,'食品开销';
          '饮料',150,'食品开销';
          '水果',250,'食品开销';
          '食堂',600,'食品开销';
          '外卖',400,'食品开销';
          '水费',90,'住宿开销';
          '电费',90,'住宿开销';
          '网费',120,'住宿开销';
          '食品开销',1700,'开销';
          '住宿开销',300,'开销'};
    axis([0,2,0,1])
    sankeyHdl=sankey2([],'XLim',[0,2],'YLim',[0,1],'PieceWidth',0.15,'List',List,'Color',colorList)
    
    sankeyHdl.block(4).FaceColor=[0.8,0.3,0.3];
    sankeyHdl.txt(4).FontSize=40;

    Matlab怎么绘制桑基图

    试试证明还是方块画细一点显得高级,修饰一下:

    Matlab怎么绘制桑基图

    Matlab怎么绘制桑基图

    以上是“Matlab怎么绘制桑基图”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道!

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