Matlab绘图总结1

Matlab绘图总结1

ps.此文由matlab自动生成

Contents

• 概述
• 2D绘图plot
• 设置标题，xy轴标签及网格
• 改变图形窗口背景
• 绘制多个曲线在一个图上
• 改变线形及标记
• 坐标轴（axis）控制
• 图例 legend
• 双坐标轴图形绘制 - plotyy

概述

matlab有着比较强的绘图功能，在进行计算后处理时，使用matlab绘图有着origin等绘图软件无法比拟的优点。但matlab需要比较多的代码编辑，导致许多人宁愿使用origin也不用matlab。 实际上，在科学制图领域，matlab并不出众，特别在美化方面，需要比较多的代码（如果需要看看哪个科学绘图适合你可以参考下面这个链接：http://www.zhihu.com/question/21664179 ） ，但由于matlab脚本简单易懂，且普及度比较高，因此在学术界目前还是占据着绝大部分的市场。下面专门对matlab的2D,3D绘图进行总结，后面还将介绍如何美化matlab的图形。（PS.你现在看的这篇文章也是用matlab生成的） copy一段回答：

• 工科生说Matlab完爆其他
• 数学系的说Mathematica高贵冷艳
• 统计系的说R语言作图领域天下无敌
• 计算机系的说Python低调奢华有内涵
• 生物狗说Graphpad和Origin脑残都会用``````
• 外行说EXCEL就够了...
• 艺术系说你把我画板拿给我......
• 都会的天下无敌....

在介绍下面内容的时候，先准备一些数据，下面的绘图都会以这些数据来进行绘制。

clc;
clear all;
close all;
x = 0:0.1:10;
y1 = 2*sin(x)+0.1;
y2 = x.*y1;
y3 = cos(x)./(x+0.1);
y = [y1;y2;y3];
marker_style = {'>';'<';'s';'o';'d';'v';'p';'^';'*';'+';'x';'h'};
line_style = {'-';'--';':';'-.'};

2D绘图plot

2d绘图最多的莫过于plot。

函数格式：plot(x,y) 其中x和y为长度相同坐标向量。

figure
plot(x,y1);

方便简单两句搞定，figure用于新建一个绘图窗口，通过这个窗口，可以进行一些设定，plot会自动依附于最近的绘图窗口上。

plot函数有许多重载，第三个参数可以通过文本设置线形和颜色，线形颜色的简单设置可以通过第三个参数完成，复杂的设置可以通过plot第三个参数之后的参数进行指定。

设置标题，xy轴标签及网格

• 给plot添加x轴标签，y轴标签,标题,有些时候为了更清晰明了的监控，还需要显示网格

xlabel,ylabel,title函数分别用于给x轴添加标签，y轴添加标签，及图片标题；如果不需要在里面输入函数及控制粗体斜体什么的，直接输入字符串即可，grid on即可显示网格，若不想显示， 可以使用grid off,注意gridon函数需要在plot之后调用，因为grid需要根据坐标轴情况来显示网格， 如果在plot之前，grid还不知道坐标轴的分布。具体例子如下：

figure
plot(x,y1);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

但是如果希望在x轴，y轴的标签显示更丰富，这时候就可以使用latex，例如我要在x轴标签上显示公式，可以设置Interpreter属性为LaTex

具体见下例：

figure
plot(x,y1);
grid on
ylabel('$2\sin (x) + 0.1$','Interpreter','LaTex');
title('$\int {x\cos (\sqrt {{x^2}} )} $','Interpreter','LaTex');
xlabel('$\sum {{x^2}}  + \int {ydt}$','Interpreter','LaTex');

改变图形窗口背景

虽然很方便的画出了图，但大家都不会觉得这幅图好看，灰色的背景，白色的底纹，无论如何也不能放到论文什么的里面，大大的灰色区域让图片和白色的纸张有就像有一层深深的隔阂。 matlab中，有个功能非常强大的函数set，它可以设置句柄的属性。 当前图像的句柄可以直接用gca获取，因此，要改变当前图形窗口的背景只需要如下例中set(gcf,'color','w');即可：

figure
set(gcf,'color','w');
plot(x,y1);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

通过此函数可以控制非常多的属性，gcf是figure生成的窗口的句柄，有三个句柄获取函数是经常使用的：

1. gcf返回当前Figure对象的句柄值
2. gca返回当前axes对象的句柄值
3. gco返回当前鼠标单击的句柄值，该对象可以是除root对象外的任意图形对象，并且Matlab会把当前图形对象的句柄值存放在Figure的CurrentObject属性中。

在绘图里gcf和gca句柄经常用到。

另外，下面这个函数在出图时经常使用：

set(gcf,'unit','normalized','position',[0.2,0.3,0.4,0.2]);

此函数的功能是自动调整绘图窗口的大小，上面语句是控制绘图窗口(figure)左下角在屏幕上的显示位置是以（0.2，0.2）为原点（屏幕尺寸的原点也为左下角），窗口长0.4，宽0.2。 通过这个函数，能方便统一的生成一个统一尺寸的图，且不用每次都手动调整。上例代码改成如下：

figure
set(gcf,'color','w');
plot(x,y1);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');
set(gcf,'unit','normalized','position',[0.2,0.2,0.4,0.2]);

可以看到，图片的尺寸有明显改变。

下面开始介绍几个最长用到的设置

绘制多个曲线在一个图上

当一个图上有多条曲线时，连续调用两次plot会发现只能显示最后一次调用的结果，若希望多条曲线能都绘制在一个图上，只需要hold on命令即可

figure
set(gcf,'color','w');
plot(x,y1);
hold on
plot(x,y2);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

改变线形及标记

许多时候，在一张图上绘制多个曲线时，需要给每个线形设置不同的线形和标记，在“概述”的初始化数据代码中， marker_style是所有的标记样式，line_style是所有的线形样式。两者组合起来，可以绘制种类繁多的线形

figure
set(gcf,'color','w');
x_temp = 1:10;
hold on
for i=1:length(marker_style)
    y_temp = ones(1,10);
    y_temp = y_temp .* i;
    plot_style = strcat('-',marker_style{i,1});
    plot(x_temp,y_temp,plot_style);
    text(x_temp(end)+0.5,y_temp(end),plot_style);
end

上代码中strcat是合并字符串函数，和c语言的一模一样。c里面的字符串操作函数在matlab里都有对应的函数， 其中最常用的莫过于格式化函数sprintf，如果使用sprintf，plot_style =strcat('-',marker_style{i,1});将写成：

plot_style = sprintf('-%s',marker_style{i,1});

设置线形及标记有四个属性经常用到分别是：

• LineWidth 设置线宽
• MarkerEdgeColor 设置标记的边框颜色
• MarkerFaceColor 设置标记的内部天策颜色
• MarkerSize 设置标记的尺寸

figure
set(gcf,'color','w');
x_temp = 1:10;
hold on

for i=1:length(marker_style)
    y_temp = ones(1,10);
    y_temp = y_temp .* i;
    plot_style = strcat('-',marker_style{i,1});
    marker_color = [rand rand rand];%获取一个随机颜色
    handel_plot = plot(x_temp,y_temp,plot_style,'LineWidth',2,...
                        'MarkerEdgeColor',[rand rand rand],...
                        'MarkerFaceColor',marker_color);
    set(handel_plot,'MarkerSize',8);
    set(handel_plot,'color',marker_color);%设置线的颜色和marker的颜色一致
   text(x_temp(end)+0.5,y_temp(end),plot_style);
end

上代码中把plot返回的句柄记录下来，用于设置属性。上例使用了两种方法设置属性，一种是set函数， 另外一种是直接在plot的第四个参数开始进行指定名称的设置，在'MarkerFaceColor'之后还可以一直延续下去， 不过我更喜欢用set函数进行设置，因为matlab的换行的那三个点实在不喜欢……

figure
set(gcf,'color','w');
x_temp = 1:10;
hold on
for i=1:length(line_style)
    y_temp = ones(1,10);
    y_temp = y_temp .* i;
    handel_plot = plot(x_temp,y_temp,line_style{i,1},'LineWidth',2);
    text(x_temp(end)+0.5,y_temp(end),line_style{i,1});
end
ylim([0 5]);

坐标轴（axis）控制

有时候，坐标轴并不是我们需要的范围里显示，那么就需要对坐标轴进行设置。

axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])

若没有z轴，可以不用写z轴范围

axis函数可以设置坐标轴显示范围，其调用格式为：

• axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。
• axis square：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。
• axis auto：使用缺省设置。
• axis off：取消坐标轴。
• axis on：显示坐标轴。

若想单独设置x轴或y轴范围，可以使用xlim,ylim函数

xlim([xmin xmax])

ylim([ymin ymax])

figure
set(gcf,'color','w');
plot(x,y1);
xlim([2 8]);
ylim([0 3]);
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

改变坐标轴显示数值，可以通过改变xtick，ytick属性来实现：

set(gca,'xtick',x_tick);
set(gca,'ytick',y_tick);

x_tick用于定义需要显示的范围向量，如想x轴从1到10，每隔0.5显示一个，那么x_tick就写成[1:0.5:10],如果1之前还有数据或者10之后还有数据都将不会显示

改变坐标轴的文字显示可以通过改变XTickLabel，YTickLabel实现:

set(gca,'XTickLabel',x_label);
set(gca,'YTickLabel',y_label);

x_label,y_label是对应要显示的字符串cell。需要注意的是这个cell的长度需要和上面x_tick的长度对应起来，例如x_tick设置为

[0,1,2,3,4]

而x_label设置为

{'零'，'一'，'二'}

前面的0,1,2将会替换为'零'，'一'，'二'，但到后面的“3,4”，没有替换内容时，matlab会自动又从cell的第一个开始，既“3,4”将被替换为'零'，'一'。 看看下面这个例子：

figure
set(gcf,'color','w');
plot(x,y1);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');
x_tick = [1:2:10];
set(gca,'xtick',x_tick);
set(gca,'ytick',[-2:1:3]);
for i=1:length(x_tick)
    x_label{i,1} = sprintf('%.3fπ',x_tick(i)/pi);
end
set(gca,'XTickLabel',x_label);
set(gca,'YTickLabel',{'负二','负一','零','一','二','三'});

由于XTickLabel属性的长度需要和xtick设置的对应，因此，通常XTickLabel在xtick之后设置。

这个函数经常用于显示x轴为时间格式的内容。

图例 legend

如果有许多线，为了对每个线所代表的含义加以描述，就需要添加图例进行说明，此时需要用到函数legend legend函数需要每个线条的句柄和对应的文字作为输入，因此plot返回的句柄一定要记录下来

figure
set(gcf,'color','w');
size_y = size(y);
hold on
x_temp = x(1:2:end);
y_temp = y(:,1:2:end);
for i=1:size_y(1)
   plot_style = strcat('-',marker_style{i,1});
   handle_plot(i) = plot(x_temp,y_temp(i,:),plot_style);
   set(handle_plot(i),'color',[rand rand rand]*0.85);%乘以0.85是为了随机颜色更深一点
   set(handle_plot(i),'lineWidth',2);
   text_legend{i} = sprintf('曲线%d',i);
end
legend(handle_plot,text_legend,0);
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

此例中，text_legend 和plot_handle用于保存句柄和文字，由于matlab中文字用向量连接会自动合并，因此，这里文字需要用cell来存储

legend默认是右上角，若需要控制位置，可以在legend的第三个参数设置。

legend(plot_handle,text_legend,0);

代表图例放置在右下，数值可以从0到4,还有-1，他们的含义是：

• 0：自动把图例置于最佳位置，即和图中的曲线重复最少，此时，没改变一次大小，图例都会重新选择一次最佳位置；
• -1：置于坐标轴外面的右上角；
• 1：置于图形右上角，为默认值；
• 2：置于图形左上角；
• 3：置于图形左下角
• 4：置于图形右下角

图例也可以支持latex，和title,xlabel,ylabel原理一样，只需要设置'Interpreter'属性即可， 但不同的是，legend的Interpreter属性不能直接在函数legend中设置， 要获取legend的文字内容句柄，才能进行设置。可以使用findobj函数，可以找到已知句柄的子句柄。 因此，为了能控制legend内容，需要把legend函数返回的句柄记录下来

figure
set(gcf,'color','w');
size_y = size(y);
hold on
x_temp = x(1:2:end);
y_temp = y(:,1:2:end);
for i=1:size_y(1)
   plot_style = strcat('-',marker_style{i,1});
   handle_plot(i) = plot(x_temp,y_temp(i,:),plot_style);
   set(handle_plot(i),'color',[rand rand rand]*0.85);%乘以0.85是为了随机颜色更深一点
   set(handle_plot(i),'lineWidth',2);
   text_legend{i} = sprintf('%10d',i);
end
handel_legend = legend(handle_plot,text_legend,0);
for i=1:size_y(1)
    handel_temp = findobj(get(handel_legend,'Children'),'String',sprintf('%10d',i));
    text_latex = ['$\int {\sqrt {{x^' num2str(i) '}} } dt$'];% 生成一个latex公式
    set(handel_temp,'String',text_latex,'Interpreter','LaTex');
end
grid on
xlabel('x轴');
ylabel('y轴');
title('标题');

为了查找子句柄方便，需要给每个内容设置唯一的文字，然后通过文字查找，例子中为每个线形设置了一个序号， 并设定占位10字符（设定占位符是为了让legend的边框足够宽广，包下公式），关于latex的更详细内容可参考：

http://wenku.baidu.com/link?url=KoXelY5LJEWErxngVI1OgNGHMR4r8Lk701MLE-US9bFFjOE-0I5LuqKVAJL-3evIlq8QDvwYL5AB_FiIkmILF0ZhTNKbHVHGoVSGMvWUIdq

双坐标轴图形绘制 - plotyy

有时需要绘制两个变量在一个图上，但这两个变量的范围又差距很大，如一个可能是几百数量级的， 另一个可能是几十数量级的，这时候，用传统的hold on绘制出来的图线，低数量级的图线很难看清， 因此，需要给两个参数不同的坐标范围，matlab里面plotyy函数就是实现此功能。

figure
y_temp = y2.*1000;
[AX H1 H2] = plotyy(x,y1,x,y_temp);
grid on;
xlabel('x');
set(gcf,'color','w');

例子中[AX H1 H2]的作用非常重要，如果需要改变图形属性，他们是必不可少的。 对于plotyy来说，比较麻烦的是其属性的设置，由于有两个坐标系，因此在绘制时需要把两个坐标系及图线的句柄保存， AX保存了两个坐标轴对应的句柄AX(1)是左坐标，AX(2)是右坐标，H1和H2保存了两个图线的句柄。

为了设置坐标轴的文字，需要获取坐标轴的标签句柄，再设置，如下例子中的set(get(AX(1),'Ylabel'),'string','y1');既是把ax1对应的文字改为y1。 设置坐标轴的颜色直接改变坐标轴句柄的XColor和YColor属性，设置线条属性和plot函数一样。 效果见下例子：

figure
[AX H1 H2] = plotyy(x,y1,x,y_temp);
grid on
xlabel('x');
set(gcf,'color','w');
set(AX(1),'Xaxislocation','top');%把第一个数据的x轴提升到顶部
set(get(AX(1),'Xlabel'),'string','x1');%设置y1对应坐标轴内容
set(get(AX(1),'Ylabel'),'string','y1');%设置y1对应坐标轴内容
set(get(AX(2),'Xlabel'),'string','x2');%设置y2对应坐标轴内容
set(get(AX(2),'Ylabel'),'string','y2');%设置y2对应坐标轴内容
set(AX(1),'XColor','r','YColor','r');%设置y1对应x,y轴颜色
set(AX(2),'XColor','b','YColor','b');%设置y2对应x,y轴颜色
set(H1,'color','r');%设置y1线颜色
set(H2,'color','b');%设置y2线颜色
set(H1,'LineWidth',2);%设置y1线线宽
set(H2,'LineWidth',2);%设置y2线线宽

例子中Xaxislocation属性用于设置轴的位置。

文章生成代码及绘图代码下载： http://download.csdn.net/detail/czyt1988/7770365