利用MATLAB仿真创新网络演化过程的程序及其说明.docx
《利用MATLAB仿真创新网络演化过程的程序及其说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用MATLAB仿真创新网络演化过程的程序及其说明.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
利用MATLAB仿真创新网络演化过程的程序及其说明
第一部分程序：
获取不同δ值时的网络演化情况并保存成数据文件
clearall;clc;
N_delta_array=4;
Array_delta=[0.0005,0.001,0.0015,0.0025];
fornda=1:
N_delta_array
%%%%%%%Initialparameters
n0=20;%initialnumberofpoints
T=3000;%totalnumberofstepsneededrunning
m2=10;%numberofnewlinksforeachnewpoints
p_ini=0.5;%probabilityofinitiallinks
p_iso=0.01;%probabilityofisolatepointtobeselected
p_sat=0.0002;%probabilityofsaturatedpointtobeselected
delta=Array_delta（nda）;%factorofincreasingresource
%%%%%%%Getinitialtotalnumber
N=n0;%initialtotalnumberofpoints
%%%%%%%Prepareemptyarraystosaveinformation
ti=zeros（N,1）;%type
lij=zeros（N,N）;%link
ki=zeros（N,1）;%degree
mi=zeros（N,1）;%resource
pij=zeros（N,N）;%performance
wij=zeros（N,N）;%weight
%%%%%%%%%%%%%%%%%
isolate=zeros（N,1）;%isolatestate
saturation=zeros（N,1）;%saturatedstate
Egt=zeros（T,1）;%efficiencyofcooperation
Dgt=zeros（T,1）;%varianceofcooperateefficiency
Lt=zeros（T,1）;%averagelength
Zt=zeros（T,1）;%aggregationfactor
Kt=zeros（T,1）;%averagedegreeofnet
Vt=zeros（T,1）;%varianceofKt
lt=zeros（T,1）;%max（ki）-min（ki）
ut=zeros（T,1）;%averageofthedifference
St=zeros（T,1）;%numberofsizesateachstep
%%%%%%%Initializationbeforthefirststep
%%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializetypesofeachpoints
fornti=1:
N
ti（nti）=fix（4*rand（1,1））+1;
ifti（nti）==4
ti（nti）=2;
end
end
%%couldorn'tbeconnected
could_cot=zeros（N,N）;
forni=1:
N
fornj=1:
N
if（ni~=nj）&&（（ti（ni）~=ti（nj））||（（ti（ni）==2）&&（ti（nj）==2）））
could_cot（ni,nj）=1;
end
end
end
could_cot_ini=could_cot;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializelinks
por_i=rand（1,N）;
tempones=ones（1,N）;
key_lij=meshgrid（por_i,tempones）+meshgrid（por_i,tempones）';
key_lij=key_lij.*could_cot;
idx_ini=find（key_lij>2*（1-p_ini））;
lij（idx_ini）=1;
could_cot=could_cot-lij;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializeweights
tempw=rand（1,N）*5*T;
wij=（meshgrid（tempw,tempones）+meshgrid（tempw,tempones）'）.*lij;
%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializedegrees
ki=sum（lij）';
%%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializeresources
mi=rand（N,1）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%Initializeresources
pij=zeros（N,N）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%stepbysteprunning
fornt=1:
T
disp（['Step',num2str（nt）,'isrunning']）;
%%deletetheconnection
wij=wij-1;
idx_lost=find（wij<=0）;
wij（idx_lost）=0;
lij（idx_lost）=0;
could_cot（idx_lost）=1;
could_cot=could_cot.*could_cot_ini;
ki=sum（lij）';
%%deletetheisolatedpoint
state_temp=（1-isolate）.*（1-saturation）;
idx_state=find（state_temp==0）;
kitemp=ki;
kitemp（idx_state）=10^4;
idx_isolate=find（kitemp==min（kitemp））;
key_isolate=zeros（N,1）;
key_isolate（idx_isolate）=1;
key_isolate=key_isolate.*rand（N,1）;
key_isolate=ones（N,1）-key_isolate;
idx_chk=find（key_isolateisolate（idx_chk）=1;
ki（idx_chk）=0;
lij（idx_chk,:
）=0;
lij（:
idx_chk）=0;
wij（idx_chk,:
）=0;
wij（:
idx_chk）=0;
could_cot（idx_chk,:
）=0;
could_cot（:
idx_chk）=0;
could_cot_ini（idx_chk,:
）=0;
could_cot_ini（:
idx_chk）=0;
%%markthesaturationpoint
state_temp=（1-isolate）.*（1-saturation）;
temp_sat=rand（N,1）.*state_temp;
idx_sat=find（temp_sat>（1-p_sat））;
saturation（idx_sat）=1;
could_cot（idx_sat,:
）=0;
could_cot（:
idx_sat）=0;
could_cot_ini（idx_sat,:
）=0;
could_cot_ini（:
idx_sat）=0;
%%addnewconnections
m1=fix（0.02*N）;
number_codcot=sum（sum（could_cot））/2;
ifnumber_codcot<=m1
lij=lij+could_cot;
meshtemp=meshgrid（rand（1,N）,ones（1,N））;
wij=wij+5*T*could_cot.*（meshtemp+meshtemp'）;
could_cot=zeros（N,N）;
else
KIM=meshgrid（（ki+1）.*mi,ones（1,N））;
KIMS=KIM+KIM';
OP=could_cot.*KIMS.*tril（ones（N,N）,0）;
OPL=reshape（OP,1,N*N）;
COPL=cumsum（OPL）;
COP=reshape（COPL,N,N）;
keynew=m1;
whilekeynew>0
keyone=rand（1,1）*COP（N,N）;
IKA=find（COPL>keyone）;
IK=IKA
（1）;
KEY=COPL（IK）;
idx_new1=find（COP==KEY）;
idx_new2=find（COP'==KEY）;
ifcould_cot（idx_new1）==1
lij（idx_new1）=1;
lij（idx_new2）=1;
could_cot（idx_new1）=0;
could_cot（idx_new2）=0;
wij（idx_new1）=rand（1,1）*10*T;
wij（idx_new2）=wij（idx_new1）;
keynew=keynew-1;
end
end
end
%%addnewpoint
N=N+1;
ti_temp=ti;
ti=[ti;0];
ti（N）=fix（4*rand（1,1））+1;
ifti（N）==4
ti（N）=2;
end
mi=[mi;rand（1,1）];
isolate=[isolate;0];%isolatestate
saturation=[saturation;0];%saturatedstate
ki=[ki;0];
%%couldconnected
could_cot=[could_cot;zeros（1,（N-1））];
could_cot=[could_cot,zeros（N,1）];
could_cot_ini=[could_cot_ini;zeros（1,（N-1））];
could_cot_ini=[could_cot_ini,zeros（N,1）];
cd_N=zeros（1,N-1）;
ifti（N）==2
could_cot（N,:
）=ones（1,N）;
could_cot（:
N）=ones（N,1）;
could_cot_ini（N,:
）=ones（1,N）;
could_cot_ini（:
N）=ones（N,1）;
could_cot（N,N）=0;
could_cot_ini（N,N）=0;
else
idx_newc=find（ti_temp~=ti（N））;
zero_temp=zeros（1,N）;
zero_temp（idx_newc）=1;
could_cot（N,:
）=zero_temp;
could_cot（:
N）=zero_temp';
could_cot_ini（N,:
）=zero_temp;
could_cot_ini（:
N）=zero_temp';
end
state_temp=（1-isolate）.*（1-saturation）;
idx_state=find（state_temp==0）;
could_cot（N,idx_state）=0;
could_cot（idx_state,N）=0;
could_cot_ini（N,idx_state）=0;
could_cot_ini（idx_state,N）=0;
%%%%%link
lij=[lij;zeros（1,（N-1））];
lij=[lij,zeros（N,1）];
wij=[wij;zeros（1,（N-1））];
wij=[wij,zeros（N,1）];
number_couldfornew=sum（could_cot（N,:
））;
ifnumber_couldfornew<=m2
lij（N,:
）=could_cot（N,:
）;
lij（:
N）=could_cot（:
N）;
wij（N,:
）=10*T*could_cot（N,:
）.*rand（1,N）;
wij（:
N）=wij（N,:
）';
could_cot（N,:
）=zeros（N,1）;
could_cot（:
N）=zeros（1,N）;
else
K1=（ki+1）.*mi;
CK1=cumsum（K1）;
key_newlink=m2;
whilekey_newlink>0
KEY=rand（1,1）*CK1（N）;
idx_new_array=find（CK1>KEY）;
idx_new=idx_new_array
（1）;
ifcould_cot（N,idx_new）==1
lij（N,idx_new）=1;
lij（idx_new,N）=1;
could_cot（N,idx_new）=0;
could_cot（idx_new,N）=0;
wij（N,idx_new）=rand（1,1）*10*T;
wij（idx_new,N）=wij（N,idx_new）;
key_newlink=key_newlink-1;
end
end
end
%%Refreshdata
%%Refreshdegrees
ki=sum（lij）';
%%Refreshresource
mi=mi.*（1+delta*（ki+1）/（sum（ki）+N））;
%%Getperformance
tempones=ones（1,N）;
meshmi=meshgrid（mi,tempones）;
meshmj=meshmi';
pij=sqrt（meshmi.*meshmj）.*lij;
Egt（nt）=sum（sum（pij））/（N*（N-1）/2）;
Dgt（nt）=sum（sum（（pij-Egt（nt））.^2））/（N*（N-1）/2）;
St（nt）=sum（ki）;
end
dij=finddij（lij）;
N1=length（find（sum（dij）>0））;
L=sum（sum（dij））/（N1*（N1-1））;
zi=zeros（N,1）;
forni=1:
N
lij_temp=lij（ni,:
）;
idx_cop=find（lij_temp==1）;
k_cop=length（idx_cop）;
ifk_cop>1
cop_temp=lij（idx_cop,:
）;
cop=cop_temp（:
idx_cop）;
fai=sum（sum（cop））/2;
zi（ni）=2*fai/（k_cop*（k_cop-1））;
end
end
Z=（sum（zi））/N1;
save（['Data3000_delta',num2str（delta）,'.mat']）;
end
第二部分程序：
从第一部分程序运行得到的数据文件中提取相关信息并作图，给出演化形成网络的相关信息
clearall;clc;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
n0=20;
T=3000;
NT=n0+T;
T_Array=1:
T;
NT_Array=1:
NT;
N_delta_array=4;
Array_delta=[0.0005,0.001,0.0015,0.0025];
Color_Array=['b','g','r','c'];
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
StDelta=zeros（T,N_delta_array）;
EgtDelta=zeros（T,N_delta_array）;
DgtDelta=zeros（T,N_delta_array）;
kiDelta=zeros（NT,N_delta_array）;
ziDelta=zeros（NT,N_delta_array）;
dijDelta=zeros（NT,NT,N_delta_array）;
KDelta=zeros（1,N_delta_array）;
VDelta=zeros（1,N_delta_array）;
LDelta=zeros（1,N_delta_array）;
UDelta=zeros（1,N_delta_array）;
ZDelta=zeros（1,N_delta_array）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
loadData3000_delta0.0005.mat;
run=1
StDelta（:
1）=St;
EgtDelta（:
1）=Egt;
DgtDelta（:
1）=Dgt;
kiDelta（:
1）=ki;
ziDelta（:
1）=zi;
dijDelta（:
:
1）=dij;
KDelta
（1）=sum（ki）/NT;
VDelta
（1）=sqrt（（sum（ki-KDelta
（1））.^2）/NT）;
N1=length（find（sum（dij）>0））;
L=sum（sum（dij））/（N1*（N1-1））;
LDelta
（1）=L;
ZDelta
（1）=（sum（zi））/N1;
temp=0;
forniuij=1:
N
fornjuij=1:
N
ifniuij~=njuij
temp=temp+abs（ki（niuij）-ki（njuij））;
end
end
end
UDelta
（1）=temp/sum（ki）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
loadData3000_delta0.001.mat;
run=2
StDelta（:
2）=St;
EgtDelta（:
2）=Egt;
DgtDelta（:
2）=Dgt;
kiDelta（:
2）=ki;
ziDelta（:
2）=zi;
dijDelta（:
:
2）=dij;
KDelta
（2）=sum（ki）/NT;
VDelta
（2）=sqrt（（sum（ki-KDelta
（1））.^2）/NT）;
N1=length（find（sum（dij）>0））;
L=sum（sum（dij））/（N1*（N1-1））;
LDelta
（2）=L;
ZDelta
（2）=（sum（zi））/N1;
temp=0;
forniuij=1:
N
fornjuij=1:
N
ifniuij~=njuij
temp=temp+abs（ki（niuij）-ki（njuij））;
end
end
end
UDelta
（2）=temp/sum（ki）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
loadData3000_delta0.0015.mat;
run=3
StDelta（:
3）=St;
EgtDelta（:
3）=Egt;
DgtDelta（:
3）=Dgt;
kiDelta（:
3）=ki;
ziDelta（:
3）=zi;
dijDelta（:
:
3）=dij;
KDelta（3）=sum（ki）/NT;
VDelta（3）=sqrt（（sum（ki-KDelta
（1））.^2）/NT）;
N1=length（find（sum（dij）>0））;
L=sum（sum（dij））/（N1*（N1-1））;
LDelta（3）=L;
ZDelta（3）=（sum（zi））/N1;
temp=0;
forniuij=1:
N
fornjuij=1:
N
ifniuij~=njuij
temp=temp+abs（ki（niuij）-ki（njuij））;
end
end
end
UDelta（3）=temp/sum（ki）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
loadData3000_delta0.0025.mat;
run=4
StDelta（:
4）=St;
EgtDelta（:
4）=Egt;
DgtDelta（:
4）=Dgt;
kiDelta（:
4）=ki;
ziDelta（:
4）=zi;
dijDelta（:
:
4）=dij;
KDelta（4）=sum（ki）/NT;
VDelta（4）=sqrt（（sum（ki-KDelta
（1））.^2）/NT）;
N1=length（find（sum（dij）>0））;
L=sum（sum（dij））/（N1*（N1-1））;
LDelta（4）=L;
ZDelta（4）=（sum（zi））/N1;
temp=0;
forniuij=1:
N
fornjuij=1:
N
ifniuij~=njuij
temp=temp+abs（ki（niuij）-ki（njuij））;
end
end
end
UDelta（4）=temp/sum（ki）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Array_delta=[0.0005,0.001,0.0015,0.00
升级会员 