MATLAB | 全网唯一 MATLAB双向弦图(有向弦图)绘制

Posted slandarer

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了MATLAB | 全网唯一 MATLAB双向弦图(有向弦图)绘制相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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绘制效果

下面这款弦图我已经出了很久了,也陆陆续续增添了新的功能和修了一些bug:

甚至还用它做出了一些复刻,分成两组的弦图有了后就有很多人在催双向的弦图,今天附带超详细解说slandarer自行研发的双向弦图工具函数终于来啦~


详细教程

0 数据准备

数据应准备全是非负数值的方形矩阵,矩阵第i行第j列表示由类i流向类j,第j行第i列表示由类j流向类i,也就是说矩阵是非对称的,可以同时统计两个类互相的数据流动,这里构造个随机数矩阵:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

1 基础绘图

两行代码搞定~

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat);
BCC=BCC.draw(); 

2 方向箭头

两侧都是弧形仅仅靠颜色不容易区分流入还是流出,因此可在创建对象时将Arrow属性设置为'on'

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw(); 

3 绘图间隙

通过Sep属性可调整绘图间隙,例如设置为特别小的1/120:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on','Sep',1/120);
BCC=BCC.draw(); 

4 添加刻度

通过tickState函数设置显示或者隐藏刻度:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw(); 

% 添加刻度
BCC.tickState('on')

5 修改标签

标签名字默认为C1,C2,C3,...可以通过Label属性进行修改例如:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

% 添加标签名称
NameList='CHORD','CHART','MADE','BY','SLANDARER','MATLAB';
BCC=biChordChart(dataMat,'Label',NameList,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

6 旋转标签

懒得集成进函数里了,请使用以下这段稍显麻烦的代码:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

% 添加标签名称
NameList='CHORD','CHART','MADE','BY','SLANDARER','MATLAB';
BCC=biChordChart(dataMat,'Label',NameList,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

% 以下代码用来旋转标签
% The following code is used to rotate the label
textHdl=findobj(gca,'Type','Text');
for i=1:length(textHdl)
    if textHdl(i).Rotation<-90
        textHdl(i).Rotation=textHdl(i).Rotation+180;
    end
    switch true
        case textHdl(i).Rotation<0&&textHdl(i).Position(2)>0
            textHdl(i).Rotation=textHdl(i).Rotation+90;
            textHdl(i).HorizontalAlignment='left';
        case textHdl(i).Rotation>0&&textHdl(i).Position(2)>0
            textHdl(i).Rotation=textHdl(i).Rotation-90;
            textHdl(i).HorizontalAlignment='right';
        case textHdl(i).Rotation<0&&textHdl(i).Position(2)<0
            textHdl(i).Rotation=textHdl(i).Rotation+90;
            textHdl(i).HorizontalAlignment='right';
        case textHdl(i).Rotation>0&&textHdl(i).Position(2)<0
            textHdl(i).Rotation=textHdl(i).Rotation-90;
            textHdl(i).HorizontalAlignment='left';
    end
end

7 颜色的设置

可在draw绘图之前设置CData属性修改颜色,例如:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

ColorList=[127,91,93;153,66,83;95,127,95;9,14,10;78,70,83;0,0,0]./255;
BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on','CData',ColorList);
BCC=BCC.draw();

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on','CData',bone(9));
BCC=BCC.draw();

值得一提的是如果CData设置为空集,则会随机生成颜色:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on','CData',[]);
BCC=BCC.draw();

8 弧块及弦属性设置

通过

  • BCC.setSquareN
  • BCC.setChordN

设置第n个弧块或第n类弦的属性,Patch对象具有的属性均可被设置,比如如果没提前定义颜色,可以比较麻烦的修改颜色:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

ColorList=lines(6);
for i=1:6
    BCC.setSquareN(i,'FaceColor',ColorList(i,:))
    BCC.setChordN(i,'FaceColor',ColorList(i,:))
end

使用函数:

  • setChordMN

函数可以单独修饰类m到类n的属性,例如找到比较大的弦并将边缘标记为红色:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

% 标记最大值弦
[m,n]=find(dataMat==max(max(dataMat)));
for i=1:length(m)
    BCC.setChordMN(m(i),n(i),'EdgeColor',[.8,0,0],'LineWidth',2)
end

9 字体设置

通过:

  • setFont

函数进行字体设置:

dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

% 修改字体,字号及颜色
BCC.setFont('FontName','Cambria','FontSize',30,'Color',[0,0,.8])


封面绘制

封面1

% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔
% 知乎    : slandarer
dataMat=randi([0,8],[6,6]);

BCC=biChordChart(dataMat,'Arrow','on');
BCC=BCC.draw();

% 添加刻度
BCC.tickState('on')

% 修改字体,字号及颜色
BCC.setFont('FontName','Cambria','FontSize',17)

封面2

% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔
% 知乎    : slandarer
dataMat=randi([0,8],[6,6]);

% 添加标签名称
NameList='CHORD','CHART','MADE','BY','SLANDARER','MATLAB';
BCC=biChordChart(dataMat,'Label',NameList,'Arrow','on','CData',bone(9));
BCC=BCC.draw();


% 添加刻度
BCC.tickState('on')

% 修改字体,字号及颜色
BCC.setFont('FontName','Cambria','FontSize',17,'Color',[0,0,.8])

非常短的代码就能绘制出效果不错的图!!

完整代码

classdef biChordChart
% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔
% 知乎    : slandarer
% =========================================================================
% Zhaoxu Liu / slandarer (2022). Digraph chord chart 有向弦图 
% (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/121043-digraph-chord-chart), 
% MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2022/11/22.
    properties
        ax
        arginList='Label','Sep','Arrow','CData'
        verMatlab   % MATLAB 版本: R2021a显示为2021,R2021b显示为2021.5
        dataMat     % 数值矩阵
        Label=    % 标签文本
        % -----------------------------------------------------------
        squareHdl     % 绘制方块的图形对象矩阵
        nameHdl       % 绘制下方文本的图形对象矩阵
        chordMatHdl   % 绘制弦的图形对象矩阵
        thetaTickHdl  % 刻度句柄
        RTickHdl      % 轴线句柄

        thetaSet=[];
        Sep;Arrow;CData
    end

    methods
        function obj=biChordChart(varargin)
            obj.Sep=1/10;
            obj.Arrow='off';
            obj.CData=[127,91,93;187,128,110;197,173,143;59,71,111;104,95,126;76,103,86;112,112,124;
                72,39,24;197,119,106;160,126,88;238,208,146]./255;
            if isa(varargin1,'matlab.graphics.axis.Axes')
                obj.ax=varargin1;varargin(1)=[];
            else
                obj.ax=gca;
            end  
            % 获取版本信息
            tver=version('-release');
            obj.verMatlab=str2double(tver(1:4))+(abs(tver(5))-abs('a'))/2;

            if obj.verMatlab<2017
                hold on
            else
                hold(obj.ax,'on')
            end
            obj.dataMat=varargin1;varargin(1)=[];
            % 获取其他数据
            for i=1:2:(length(varargin)-1)
                tid=ismember(obj.arginList,varargini);
                if any(tid)
                obj.(obj.arginListtid)=varargini+1;
                end
            end
            % 名称标签预设
            if isempty(obj.Label)||length(obj.Label)<size(obj.dataMat,1)
                for i=1:size(obj.dataMat,1)
                    obj.Labeli=['C',num2str(i)];
                end
            end
            % 调整不合理间隙
            if obj.Sep>1/

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