使用 treeplot 将嵌套单元格绘制为树：MATLAB

Question

我有一个代表树结构的复杂单元格：

CellArray = {1,1,1,{1,1,1,{1,1,{1,{1 1 1 1 1 1 1 1}, 1,1}, 1,1},1,1,1},1,1,1,{1,1,1,1}};

我想使用 treeplot(p) 从中绘制代表树，但我不确定如何构造数组 p 以使其正确显示。

Answer 1

我们可以创建一个递归函数，它会探索您的元胞数组并为每个节点的父节点创建树指针数组（如 docs 中所述）。

此函数采用一个元胞数组（如您问题中的那个），其中包含标量或嵌套元胞数组。

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treebuilder逻辑：

1. 如果某项是标量，则为其分配父节点编号，将节点编号递增 1
2. 如果一个项目是一个元胞数组，运行 treebuilder 在那个元胞上，返回达到的最大节点数（连同生成的子树）。
3. 由于第2步的递归函数，所以重复直到每个元素都完成

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函数：

function treearray = getTreeArray(cellarray)
    % initialise the array construction from node 0
    treearray = [0, treebuilder(cellarray, 1)]; 
    % recursive tree building function, pass it a cell array and root node
    function [out, node] = treebuilder(cellarray, rnode)
        % Set up variables to be populated whilst looping
        out = []; 
        % Start node off at root node
        node = rnode;
        % Loop over cell array elements, either recurse or add node
        for ii = 1:numel(cellarray)
            tb = []; node = node + 1;
            if iscell(cellarray{ii})
                [tb, node] = treebuilder(cellarray{ii}, node);
            end
            out = [out, rnode, tb];   
        end
    end
end

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使用简单示例

这是一个比你的更简单的例子，所以我们可以很容易地检查逻辑是否正常。

myCellArray = {1 1 {1 1 1 {1 1 1}}};
% This cell array has 3 levels: 
% - 3 child nodes (2,3,4) of the root node (1) 
% - Last node on the first level (4) has 4 children:
%     - 4 child nodes on second level (5,6,7,8) 
%     - Last node on the first level (8) has 3 children:
%         - 3 child nodes on third level (9,10,11)
myTreeArray = getTreeArray(myCellArray);
% Output, we see the corresponding nodes as listed above:
% [0 1 1 1 4 4 4 4 8 8 8]
treeplot(myTreeArray)

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你的元胞数组

我认为这符合预期，请注意您不必定义 myCellArray 或 myTreeArray 变量：

treeplot(getTreeArray({1,1,1,{1,1,1,{1,1,{1,{1 1 1 1 1 1 1 1}, 1,1}, 1,1},1,1,1},1,1,1,{1,1,1,1}}))

这里是output image，说明该算法可以应付更复杂的树。速度似乎也不错，尽管显示 极其 复杂的树无论如何都是相当多余的！

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编辑：标记节点

您可以通过使用 treelayout 获取节点的位置来标记节点，并在构建树数组时跟踪遇到它们时的值。应该针对此“跟踪”调整功能，如下所示：

function [treearray, nodevals] = getTreeArray(cellarray)
    % initialise the array construction from node 0
    [nodes, ~, nodevals] = treebuilder(cellarray, 1); 
    treearray = [0, nodes];
    % recursive tree building function, pass it a cell array and root node
    function [out, node, nodevals] = treebuilder(cellarray, rnode)
        % Set up variables to be populated whilst looping
        out = []; nodevals = {};
        % Start node off at root node
        node = rnode;
        % Loop over cell array elements, either recurse or add node
        for ii = 1:numel(cellarray)
            node = node + 1;
            if iscell(cellarray{ii})
                [tb, node, nv] = treebuilder(cellarray{ii}, node);
                out = [out, rnode, tb];  
                nodevals = [nodevals, nv];
            else
                out = [out, rnode];
                nodevals = [nodevals, {node; cellarray{ii}}];
            end 
        end
    end
end

注意：您可以使用类似的改编来跟踪节点 number 而不是节点 value 如果你想对图上的每个节点进行编号。

我在这里使用了元胞数组，这样你可以在每个节点上有文本或数值。如果您只需要数值，它可能会缩短 post 格式以将 nodevals 存储在矩阵中。

然后绘制这个你可以使用

% Run the tree building script above
[treearray, nodevals] = getTreeArray(myCellArray);
% Plot
treeplot(treearray);
% Get the position of each node on the plot  
[x,y] = treelayout(treearray);
% Get the indices of the nodes which have values stored
nodeidx = cell2mat(nodevals(1,:));
% Get the labels (values) corresponding to those nodes. Must be strings in cell array
labels = cellfun(@num2str, nodevals(2,:), 'uniformoutput', 0);
% Add labels, with a vertical offset to the y coords so that labels don't sit on nodes
text(x(nodeidx), y(nodeidx) - 0.03, labels);

单元格 myCellArray = {{17, 99.9}, 50} 的示例输出，其中我选择了这些数字以明确它们不是实际的“节点号”！