matlab代码实现对矩阵的svd降维并可视化

时间: 2024-05-05 12:15:23 浏览: 122
以下是用MATLAB实现对矩阵的SVD降维并可视化的示例代码: ```matlab % 生成随机矩阵 A = rand(100,50); % 对矩阵进行SVD分解,得到U、S、V三个矩阵 [U,S,V] = svd(A); % 取前两列U矩阵和前两行V矩阵 U_reduce = U(:,1:2); V_reduce = V(1:2,:); % 降维后的矩阵 A_reduce = U_reduce' * A; % 可视化降维前后的数据 figure; subplot(1,2,1); scatter(A(:,1),A(:,2)); title('Original data'); subplot(1,2,2); scatter(A_reduce(1,:),A_reduce(2,:)); title('Reduced data'); ``` 在这个示例中,我们生成了一个100x50的随机矩阵A,并对其进行SVD分解,得到了U、S、V三个矩阵。然后我们取U矩阵的前两列和V矩阵的前两行,得到了U_reduce和V_reduce两个矩阵,用它们来降维原始矩阵A,得到了降维后的矩阵A_reduce。最后,我们用scatter函数将原始数据和降维后的数据可视化出来,可以看到降维后的数据已经变成了二维的。
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首先,需要读取数据文件。假设文件中的数据为一个400行10列的矩阵,可以使用以下代码读取数据: ```matlab data = dlmread('C:\Users\papumoon\Desktop\数据处理\原始数据\400.txt'); ``` 接下来,进行SVD降维。假设我们想将数据降到3维,可以使用以下代码: ```matlab [U, S, V] = svd(data); new_data = U(:, 1:3) * S(1:3, 1:3) * V(:, 1:3)'; ``` 其中,U、S、V分别为SVD分解得到的左奇异矩阵、奇异值矩阵和右奇异矩阵。将前3列U和前3行V相乘,再乘上前3个奇异值,即可得到降维后的数据矩阵new_data。 最后,将降维后的数据可视化。假设我们想将降维后的数据用散点图表示,可以使用以下代码: ```matlab scatter3(new_data(:, 1), new_data(:, 2), new_data(:, 3)); ``` 这将生成一个3维散点图,其中x、y、z轴分别表示降维后的第1、2、3维数据。可以根据需要对散点图进行进一步的设置,例如添加标题、坐标轴标签等。

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以下是一个基于Monte-Carlo方法产生的SI模型的感染者和易感者的数据快照矩阵,并进行SVD处理可视化的Matlab代码: ```matlab % 设置参数 N = 100; % 总人数 beta = 0.3; % 接触率 gamma = 0.1; % 恢复率 T = 100; % 模拟时长 % 初始化状态 S = N - 1; % 初始易感者数量 I = 1; % 初始感染者数量 X = [S, I]; % 初始状态向量 % 使用Monte-Carlo方法进行模拟 for t = 1:T % 计算每个感染者的传染概率 p = beta * (X(2) / N); % 对每个易感者进行传染 for i = 1:X(1) if rand() < p X(1) = X(1) - 1; X(2) = X(2) + 1; end end % 对每个感染者进行恢复 for j = 1:X(2) if rand() < gamma X(2) = X(2) - 1; end end % 将当前状态加入快照矩阵 X_snapshot(t, :) = X; end % 对快照矩阵进行SVD处理 [U, S, V] = svd(X_snapshot); % 可视化SVD结果 figure() subplot(2,2,1) plot(X_snapshot(:, 1)) title('易感者数量') subplot(2,2,2) plot(X_snapshot(:, 2)) title('感染者数量') subplot(2,2,3) plot(U(:, 1)) title('U的第一列') subplot(2,2,4) plot(V(:, 1)) title('V的第一列') ``` 这段代码首先设置了SI模型的参数,然后使用Monte-Carlo方法进行模拟,将每个时刻的状态向量加入快照矩阵中。接着使用Matlab的SVD函数对快照矩阵进行SVD分解,并可视化SVD结果。其中,左上角的图显示了易感者数量随时间的变化,右上角的图显示了感染者数量随时间的变化,左下角的图显示了U的第一列随时间的变化,右下角的图显示了V的第一列随时间的变化。这些图形可以帮助我们更好地理解SI模型的行为,以及SVD分解的结果。
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