plot_transition_matrix()

plot_transition_matrix() 绘制状态间转换率的热图：对于每个"起始"状态（行），它显示在下一个时间步转移到每个"目标"状态（列）的概率。对角线单元格是保持在相同状态的概率。

在底层实现中，转换矩阵是按行标准化的，所以每行的和为 1.0（即概率）。

函数用法

plot_transition_matrix(
    seqdata,
    title=None,            # 函数用法
    save_as=None,          # 例如，"transitions.png"
    dpi=200                # 保存时的图像分辨率
)

入口参数

| 参数 | 是否是必须的参数 | 类型 | 描述 | | | -------- | ------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------- | | seqdata | ✓ | SequenceData | 使用 SequenceData 创建的序列数据集。该对象的标签用于坐标轴。 | | title | ✗ | str | 图表标题。默认为 None（无标题）。 | | save_as | ✗ | str | 保存图表的文件路径（例如，"transitions.png"）。如果省略，图表只会显示。 | | dpi | ✗ | int | 保存时的输出分辨率。默认为 200。使用 300+ 可获得出版级质量。 |

它的作用

• 计算所有序列从时间 t 到 t+1 的转换率矩阵（按行概率）。

• 绘制热图，其中：

  • rows（行） = 时间 t 的状态
  • columns（列） = 时间 t+1 的状态
  • 单元格值 = 转换概率（0-1），显示两位小数。

• 显示对角线（保持概率）和下三角形；上三角形被屏蔽以避免重复。

主要特性

• 一目了然：深色单元格 = 常见转换；浅色单元格 = 罕见转换。
• 一致的标签：在两个坐标轴上都使用 seqdata.labels。
• 出版就绪：使用 save_as 和 dpi 导出。
• 控制台打印助手（可选）：使用 print_transition_matrix() 以对齐的列格式打印矩阵。

示例

1. 基本热图

plot_transition_matrix(seqdata)

在你当前的环境中显示转换率热图。

2. 添加标题并保存

plot_transition_matrix(
    seqdata,
    title="State Transition Rates (t → t+1)",
    save_as="transition_matrix.png",
    dpi=300
)

将高分辨率 PNG 保存到你的工作目录。

3. 获取并打印数值矩阵（可选）

from your_module import compute_transition_matrix, print_transition_matrix

tm = compute_transition_matrix(seqdata)   # 返回按行标准化率的 NumPy 数组
print_transition_matrix(seqdata, tm)      # 格式良好的控制台输出

注意事项

• 行的和为 1.0（四舍五入范围内）。如果某行没有观察到的出向转换，会安全处理以避免除零错误。
• 对角线显示 p(保持在相同状态)；非对角线单元格显示 p(转换到另一个状态)。
• 如果你需要完整的矩阵而不进行屏蔽，可以修改绘图代码来移除上三角形屏蔽。

作者

代码：梁彧祺

文档：梁彧祺

编辑：梁彧祺

翻译：何梁星云