全网唯一, MATLAB绘制好看的弦图

弦图在python中以及R中非常常见，但是MATLAB中却始终没有相关函数，file exchange中也没有工作做的较为完备的弦图绘制函数(不过现在有了，我已经往上面也传了一份hiahiahia)

仅工具函数主体部分约300行，字符数约8000，能画出与R语言同等质量的弦图实属不易，希望能有个`点赞``！！！

由于工具函数过长，将被放在最后展示，以下将先展示函数用法

封面图

使用教程 1 数据格式

数据要求为全部数值大于等于0的数值矩阵，或者table数组，或者数值矩阵+行列名元胞数组，首先举个数值矩阵的例子：

数值矩阵

dataMat=randi([0,5],[5,4]); 

% 绘图
CC=chordChart(dataMat);
CC=CC.draw();

这样由于没对各个对象命名，因此会自动命名为Rn和Cn

数值矩阵+行列名元胞数组

这是最推荐的一种格式：

dataMat=[2 0 1 2 5 1 2; 3 5 1 4 2 0 1; 4 0 5 5 2 4 3]; colName={'G1','G2','G3','G4','G5','G6','G7'}; rowName={'S1','S2','S3'}; CC=chordChart(dataMat,'rowName',rowName,'colName',colName); CC=CC.draw(); 

rowName要和矩阵的行相同大小 colName要和矩阵的列相同大小 对于本列子来说第2行第3列数值是1，就说明有一份能量从S2流向G3，也就在这俩之间需要画单位宽度的弦。

table 数组

需要使用如下格式的table数组： 当然，如果各个行没有命名的话依旧会自动命名的。

2 修饰弦 弦的批量修饰

弦的批量修饰可以使用setChordProp函数，一切Patch对象所具有的属性均可以被修饰，举个例子(修饰一下弦的颜色，边缘颜色，边缘线形状等)：

CC.setChordProp('EdgeColor',[.3,.3,.3],'LineStyle','--',... 'LineWidth',.1,'FaceColor',[.3,.3,.3]) 

弦的单独修饰

弦的单独修饰可以使用setChordMN函数，其中m,n值是和原始数值矩阵的行列完全对应的,举个例子(把S2流向G4的弦颜色更改为红色)：

CC.setChordMN(2,4,'FaceColor',[1,0,0]) 

弦的颜色映射

使用setChordColorByMap函数进行颜色映射， matlab 自带的colormap均可用： 或者也可自行放入一个n×3大小的颜色列表，程序会自动对其进行插值：举个例子：

CC.setChordColorByMap(copper(100)) 

3 圆弧状方块修饰 圆弧状方块批量修饰

使用

• setSquareT_Prop
• setSquareF_Prop

分别修饰上方方块和下方方块，一切Patch对象所具有的属性均可以被修饰，举个例子，上方方块批量修饰(改为黑色)：

CC.setSquareT_Prop('FaceColor',[0,0,0]) 

圆弧状方块单独修饰

使用

• setSquareT_N
• setSquareF_N

分别修饰上方方块和下方方块，举个例子，上方第二个方块单独修饰(改为红色)：

CC.setSquareT_N(2,'FaceColor',[.8,0,0]) 

4 字体调整

使用setFont函数对字体进行调整，所有text对象具有的属性均可以修饰，举个例子(更改文本的字号、字体和颜色)：

CC.setFont('FontSize',25,'FontName','Cambria','Color',[0,0,.8]) 

5 显示和隐藏刻度

用法：

CC.tickState('on') % CC.tickState('off') 

工具函数完整代码

classdef chordChart % @author : slandarer % 公众号 : slandarer随笔 % 知乎 : slandarer % ------------------------------------------------------------------------- % Zhaoxu Liu (2022). chord chart 弦图 % (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/116550-chord-chart), % MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2022/11/9. % % 使用示例： % ========================================================================= % dataMat=[2 0 1 2 5 1 2; % 3 5 1 4 2 0 1; % 4 0 5 5 2 4 3]; % colName={'G1','G2','G3','G4','G5','G6','G7'}; % rowName={'S1','S2','S3'}; % % CC=chordChart(dataMat,'rowName',rowName,'colName',colName); % CC=CC.draw() properties
        ax
        arginList={'colName','rowName','Sep'} verMatlab % MATLAB 版本: R2021a显示为2021,R2021b显示为2021.5 chordTable % table数组
        dataMat % 数值矩阵
        colName={}; % 列名称
        rowName={}; % 行名称
        thetaSetF
        thetaSetT % ----------------------------------------------------------- squareFHdl % 绘制下方方块的图形对象矩阵
        squareTHdl % 绘制下上方方块的图形对象矩阵
        nameFHdl % 绘制下方文本的图形对象矩阵
        nameTHdl % 绘制上方文本的图形对象矩阵
        chordMatHdl % 绘制弦的图形对象矩阵
        thetaTickFHdl % 刻度句柄
        thetaTickTHdl % 刻度句柄 RTickFHdl % 轴线句柄 RTickTHdl % 轴线句柄 Sep end

    methods
        function obj=chordChart(varargin) if isa(varargin{1},'matlab.graphics.axis.Axes') obj.ax=varargin{1};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=varargin{1};varargin(1)=[]; if isa(obj.dataMat,'table') obj.chordTable=obj.dataMat; if isempty(obj.chordTable.Properties.RowNames) for i=1:size(obj.chordTable.Variables,1) obj.rowName{i}=['R',num2str(i)]; end
                end else obj.Sep=1/40; % 获取其他数据 for i=1:2:(length(varargin)-1) tid=ismember(obj.arginList,varargin{i}); if any(tid) obj.(obj.arginList{tid})=varargin{i+1}; end
            end
            tzerocell{1,size(obj.dataMat,2)}=zeros(size(obj.dataMat,1),1); for i=1:size(obj.dataMat,2) tzerocell{1,i}=zeros(size(obj.dataMat,1),1); end if isempty(obj.colName) for i=1:size(obj.dataMat,2) obj.colName{i}=['C',num2str(i)]; end
            end if isempty(obj.rowName) for i=1:size(obj.dataMat,1) obj.rowName{i}=['R',num2str(i)]; end
            end if obj.Sep>1/40 obj.Sep=1/40; end % 创建table数组
            obj.chordTable=table(tzerocell{:}); obj.chordTable.Variables=obj.dataMat; obj.chordTable.Properties.VariableNames=obj.colName; obj.chordTable.Properties.RowNames=obj.rowName; help chordChart
            end
        end

        function obj=draw(obj) obj.ax.XLim=[-1.38,1.38]; obj.ax.YLim=[-1.38,1.38]; obj.ax.XTick=[]; obj.ax.YTick=[]; obj.ax.XColor='none'; obj.ax.YColor='none'; obj.ax.PlotBoxAspectRatio=[1,1,1]; % 计算绘图所用数值
            tDMat=obj.chordTable.Variables; tDFrom=obj.chordTable.Properties.RowNames; tDTo=obj.chordTable.Properties.VariableNames; tDMatUni=tDMat-min(min(tDMat)); tDMatUni=tDMatUni./max(max(tDMatUni)); sep1=1/20; sep2=obj.Sep; ratioF=sum(tDMat,2)./sum(sum(tDMat)); ratioF=[0,ratioF']; ratioT=[0,sum(tDMat,1)./sum(sum(tDMat))]; sepNumF=size(tDMat,1); sepNumT=size(tDMat,2); sepLen=pi*(1-2*sep1)*sep2; baseLenF=(pi*(1-sep1)-(sepNumF-1)*sepLen); baseLenT=(pi*(1-sep1)-(sepNumT-1)*sepLen); tColor=[61 96 137;76 103 86]./255; % 绘制下方方块 for i=1:sepNumF
                theta1=2*pi-pi*sep1/2-sum(ratioF(1:i))*baseLenF-(i-1)*sepLen; theta2=2*pi-pi*sep1/2-sum(ratioF(1:i+1))*baseLenF-(i-1)*sepLen; theta=linspace(theta1,theta2,100); X=cos(theta);Y=sin(theta); obj.squareFHdl(i)=fill([1.05.*X,1.15.*X(end:-1:1)],[1.05.*Y,1.15.*Y(end:-1:1)],... tColor(1,:),'EdgeColor','none'); theta3=(theta1+theta2)/2; obj.nameFHdl(i)=text(cos(theta3).*1.28,sin(theta3).*1.28,tDFrom{i},'FontSize',12,'FontName','Arial',... 'HorizontalAlignment','center','Rotation',-(1.5*pi-theta3)./pi.*180); obj.RTickFHdl(i)=plot(cos(theta).*1.17,sin(theta).*1.17,'Color',[0,0,0],'LineWidth',.8,'Visible','off'); end % 绘制上方放块 for j=1:sepNumT
                theta1=pi-pi*sep1/2-sum(ratioT(1:j))*baseLenT-(j-1)*sepLen; theta2=pi-pi*sep1/2-sum(ratioT(1:j+1))*baseLenT-(j-1)*sepLen; theta=linspace(theta1,theta2,100); X=cos(theta);Y=sin(theta); obj.squareTHdl(j)=fill([1.05.*X,1.15.*X(end:-1:1)],[1.05.*Y,1.15.*Y(end:-1:1)],... tColor(2,:),'EdgeColor','none'); theta3=(theta1+theta2)/2; obj.nameTHdl(j)=text(cos(theta3).*1.28,sin(theta3).*1.28,tDTo{j},'FontSize',12,'FontName','Arial',... 'HorizontalAlignment','center','Rotation',-(.5*pi-theta3)./pi.*180); obj.RTickTHdl(j)=plot(cos(theta).*1.17,sin(theta).*1.17,'Color',[0,0,0],'LineWidth',.8,'Visible','off'); end

            colorFunc=colorFuncFactory(flipud(summer(50))); % 绘制弦 for i=1:sepNumF for j=sepNumT:-1:1 theta1=2*pi-pi*sep1/2-sum(ratioF(1:i))*baseLenF-(i-1)*sepLen; theta2=2*pi-pi*sep1/2-sum(ratioF(1:i+1))*baseLenF-(i-1)*sepLen; theta3=pi-pi*sep1/2-sum(ratioT(1:j))*baseLenT-(j-1)*sepLen; theta4=pi-pi*sep1/2-sum(ratioT(1:j+1))*baseLenT-(j-1)*sepLen; tRowV=tDMat(i,:);tRowV=[0,tRowV(end:-1:1)./sum(tRowV)]; tColV=tDMat(:,j)';tColV=[0,tColV./sum(tColV)]; % 贝塞尔曲线断点计算
                    theta5=(theta2-theta1).*sum(tRowV(1:(sepNumT+1-j)))+theta1; theta6=(theta2-theta1).*sum(tRowV(1:(sepNumT+2-j)))+theta1; theta7=(theta3-theta4).*sum(tColV(1:i))+theta4; theta8=(theta3-theta4).*sum(tColV(1:i+1))+theta4; tPnt1=[cos(theta5),sin(theta5)]; tPnt2=[cos(theta6),sin(theta6)]; tPnt3=[cos(theta7),sin(theta7)]; tPnt4=[cos(theta8),sin(theta8)]; if j==sepNumT,obj.thetaSetF(i,1)=theta5;end
                    obj.thetaSetF(i,j+1)=theta6; if i==1,obj.thetaSetT(1,j)=theta7;end
                    obj.thetaSetT(i+1,j)=theta8; % 计算曲线
                    tLine1=bezierCurve([tPnt1;0,0;tPnt3],200); tLine2=bezierCurve([tPnt2;0,0;tPnt4],200); tline3=[cos(linspace(theta6,theta5,100))',sin(linspace(theta6,theta5,100))']; tline4=[cos(linspace(theta7,theta8,100))',sin(linspace(theta7,theta8,100))']; obj.chordMatHdl(i,j)=fill([tLine1(:,1);tline4(:,1);tLine2(end:-1:1,1);tline3(:,1)],... [tLine1(:,2);tline4(:,2);tLine2(end:-1:1,2);tline3(:,2)],... colorFunc(tDMatUni(i,j)),'FaceAlpha',.3,'EdgeColor','none'); if tDMat(i,j)==0 set(obj.chordMatHdl(i,j),'Visible','off') end     
                end % 绘制刻度线
                tX=[cos(obj.thetaSetF(i,:)).*1.17;cos(obj.thetaSetF(i,:)).*1.19;nan.*ones(1,sepNumT+1)]; tY=[sin(obj.thetaSetF(i,:)).*1.17;sin(obj.thetaSetF(i,:)).*1.19;nan.*ones(1,sepNumT+1)]; obj.thetaTickFHdl(i)=plot(tX(:),tY(:),'Color',[0,0,0],'LineWidth',.8,'Visible','off'); end for j=1:sepNumT
                tX=[cos(obj.thetaSetT(:,j)').*1.17;cos(obj.thetaSetT(:,j)').*1.19;nan.*ones(1,sepNumF+1)]; tY=[sin(obj.thetaSetT(:,j)').*1.17;sin(obj.thetaSetT(:,j)').*1.19;nan.*ones(1,sepNumF+1)]; obj.thetaTickTHdl(j)=plot(tX(:),tY(:),'Color',[0,0,0],'LineWidth',.8,'Visible','off'); end % 贝塞尔函数
            function pnts=bezierCurve(pnts,N) t=linspace(0,1,N); p=size(pnts,1)-1; coe1=factorial(p)./factorial(0:p)./factorial(p:-1:0); coe2=((t).^((0:p)')).*((1-t).^((p:-1:0)')); pnts=(pnts'*(coe1'.*coe2))'; end % 渐变色句柄生成函数
            function colorFunc=colorFuncFactory(colorList) x=(0:size(colorList,1)-1)./(size(colorList,1)-1); y1=colorList(:,1);y2=colorList(:,2);y3=colorList(:,3); colorFunc=@(X)[interp1(x,y1,X,'linear')',interp1(x,y2,X,'linear')',interp1(x,y3,X,'linear')']; end
        end % ================================================================= % 批量弦属性设置
        function setChordProp(obj,varargin) tDMat=obj.chordTable.Variables; for i=1:size(tDMat,1) for j=1:size(tDMat,2) set(obj.chordMatHdl(i,j),varargin{:}); end
            end
        end % 单独弦属性设置
        function setChordMN(obj,m,n,varargin) set(obj.chordMatHdl(m,n),varargin{:}); end % 根据colormap映射颜色
        function setChordColorByMap(obj,colorList) tDMat=obj.chordTable.Variables; tDMatUni=tDMat-min(min(tDMat)); tDMatUni=tDMatUni./max(max(tDMatUni)); colorFunc=colorFuncFactory(colorList); for i=1:size(tDMat,1) for j=1:size(tDMat,2) set(obj.chordMatHdl(i,j),'FaceColor',colorFunc(tDMatUni(i,j))); end
            end % 渐变色句柄生成函数
            function colorFunc=colorFuncFactory(colorList) x=(0:size(colorList,1)-1)./(size(colorList,1)-1); y1=colorList(:,1);y2=colorList(:,2);y3=colorList(:,3); colorFunc=@(X)[interp1(x,y1,X,'linear')',interp1(x,y2,X,'linear')',interp1(x,y3,X,'linear')']; end
        end % ----------------------------------------------------------------- % 批量上方方块属性设置
        function setSquareT_Prop(obj,varargin) tDMat=obj.chordTable.Variables; for j=1:size(tDMat,2) set(obj.squareTHdl(j),varargin{:}); end
        end % 单独上方方块属性设置
        function setSquareT_N(obj,n,varargin) set(obj.squareTHdl(n),varargin{:}); end % 批量下方方块属性设置
        function setSquareF_Prop(obj,varargin) tDMat=obj.chordTable.Variables; for i=1:size(tDMat,1) set(obj.squareFHdl(i),varargin{:}); end
        end % 单独上方方块属性设置
        function setSquareF_N(obj,n,varargin) set(obj.squareFHdl(n),varargin{:}); end % ----------------------------------------------------------------- % 字体设置
        function setFont(obj,varargin) tDMat=obj.chordTable.Variables; for i=1:size(tDMat,1) set(obj.nameFHdl(i),varargin{:}); end for j=1:size(tDMat,2) set(obj.nameTHdl(j),varargin{:}); end 
        end % ----------------------------------------------------------------- % 刻度开关
        function tickState(obj,state) tDMat=obj.chordTable.Variables; for i=1:size(tDMat,1) set(obj.thetaTickFHdl(i),'Visible',state); set(obj.RTickFHdl(i),'Visible',state); end for j=1:size(tDMat,2) set(obj.thetaTickTHdl(j),'Visible',state); set(obj.RTickTHdl(j),'Visible',state); end          
        end
    end % ========================================================================= % @author : slandarer % 公众号 : slandarer随笔 % 知乎 : slandarer % ------------------------------------------------------------------------- % Zhaoxu Liu (2022). chord chart 弦图 % (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/116550-chord-chart), % MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2022/11/9. end

封面图绘制代码 封面一：

% demo 1 % @author : slandarer % gzh : slandarer随笔

dataMat=[2 0 1 2 5 1 2; 3 5 1 4 2 0 1; 4 0 5 5 2 4 3]; colName={'G1','G2','G3','G4','G5','G6','G7'}; rowName={'S1','S2','S3'}; CC=chordChart(dataMat,'rowName',rowName,'colName',colName); CC=CC.draw(); CC.setFont('FontSize',17,'FontName','Cambria') CC.tickState('on') 

封面二：

% demo 2 % @author : slandarer % gzh : slandarer随笔

dataMat=[2 0 1 2 5 1 2; 3 5 1 4 2 0 1; 4 0 5 5 2 4 3]; colName={'G1','G2','G3','G4','G5','G6','G7'}; rowName={'S1','S2','S3'}; CC=chordChart(dataMat,'rowName',rowName,'colName',colName); CC=CC.draw(); % 弦属性设置 =============================================================== % CC.setChordProp('EdgeColor',[.3,.3,.3],'LineStyle','--',... % 'LineWidth',.1,'FaceColor',[.3,.3,.3]) % CC.setChordMN(2,4,'FaceColor',[1,0,0]) CC.setChordColorByMap(copper(100)) % 方块属性设置 ============================================================= CC.setSquareT_Prop('FaceColor',[0,0,0]) CC.setSquareT_N(2,'FaceColor',[.8,0,0]) % CC.setSquareF_Prop('FaceColor',[0,0,0]) % CC.setSquareF_N(2,'FaceColor',[.8,0,0]) % 字体设置 ================================================================= CC.setFont('FontSize',17,'FontName','Cambria','Color',[0,0,.8]) % 刻度开关设置 ============================================================= CC.tickState('on') 

2022/11/10 更新版本1.5.0

• 修复了老版本 sum(…,[1,2])的bug Fixed the bug of the old version(sum(…,[1,2]))

• 增添了可调节方块间距的属性’Sep’ Added attribute ‘Sep’ with adjustable square spacing

• 增添demo3 旋转标签角度示例 demo3 is added to show how to rotate the label

Sep示例

假如矩阵较大则绘图会比例失调：

dataMat=randi([0,1],[20,10]); CC=chordChart(dataMat); CC=CC.draw(); 

可修改其Sep属性:

dataMat=randi([0,1],[20,10]); % use Sep to decrease space (separation) % 使用 sep 减小空隙
CC=chordChart(dataMat,'Sep',1/120); CC=CC.draw(); 

demo3修改文本方向示例

dataMat=randi([0,1],[20,10]); % use Sep to decrease space (separation) % 使用 sep 减小空隙
CC=chordChart(dataMat,'Sep',1/120); CC=CC.draw(); CC.tickState('on') % 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

完

MATLAB弦图绘制能画成这样属实不易，如果有用请留个赞叭~

未经允许本代码请勿作商业用途，引用的话可以引用我file exchange上的链接，可使用如下格式：

Zhaoxu Liu (2022). chord chart 弦图 (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/116550-chord-chart), MATLAB Central File Exchange. 检索来源 2022/8/21.

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