Matlab绘图基本用法

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二维图形学习

1.1 绘制二维曲线的基本函数

1．plot函数的基本用法

• plot函数的基本调用格式为：
  plot(x,y)
  其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。
  样例：在0<=X<=2π区间内，绘制曲线：y=4e^-0.25xsin(πx)
  
  样例：在-π<=t<=π区间内，绘制曲线：x=tcos(2t),y=tsin(t²);
  
  说明：
  （1）当x是向量，y是矩阵时，x的长度与矩阵y的行数或列数必须相等。如果x的长度等于y的行数，则以x和y的每列为横、纵坐标绘制曲线，曲线的条数等y的列数。如果x的长度等于y的列数，则以x和y的每行为横、纵坐标绘制曲线，曲线的条数等y的行数。
  （2）当x、y是同维矩阵时，则以x、y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
  （3）plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：plot(x)。

2．含多个输入参数的plot函数
含多个输入参数的plot函数调用格式为：
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)

3．含选项的plot函数
含选项的plot函数调用格式为：
plot(x1,y1,选项1,x2,y2, 选项2,…,xn,yn,选项n)

线性列表：

选项	线型	选项	线型
-	实线(默认)	-.	点划线
：	虚线	–	双划线

颜色列表：

序号	选项	颜色	序号	选项	颜色
1	b(blue)	蓝色	5	m(magenta)	品红色
2	g(green)	绿色	6	y(yellow)	黄色
3	r(red)	红色	7	k(black)	黑色
4	c(cyan)	青色	8	w(white)	白色

标记符号列表：

选项	标记符号	选项	标记符号
.	点	v(字母)	朝下三角符号
o(字母)	圆圈	^	朝上三角符号
x(字母)	叉号	<	朝左三角符号
+	加号	>	朝右三角符号
*	星号	p(pentagram)	五角符号
s(square)	方块符	h(hexgram)	六角符号
d(dlamond)	菱形符

4．双纵坐标函数plotyy
plotyy函数是MATLAB 5.X新增的函数。它能把函数值具有不同量纲、不同数量级的两个函数绘制在同一坐标中。调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)

其中x1-y1对应一条曲线，x2-y2对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于x1-y1数据对，右纵坐标用于x2-y2数据对。
样例：用不同标度绘制：y1=e^-0.5xsin(2πx),y2=sin(x);

1.2 绘制图形的辅助操作

1. 图形标注
   有关图形标注函数的调用格式为：
   title(图形名称)
xlabel(x轴说明)
ylabel(y轴说明)
text(x,y,图形说明)
legend(图例1,图例2,…)

2. 坐标控制
   函数的调用格式为：
   axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])
   axis函数功能丰富，常用的用法还有：
   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
   grid on/off命令控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。
   box on/off命令控制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状态之间进行切换。
   *. 样例：分段函数
   

3. 图形保持
   一般情况下，绘图命令每执行一次就刷新当前图形窗口，图形窗口原有图形将不复存在。若希望在已存在的图形上再继续添加新的图形，可使用图形保持命令hold。hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换。
   

4. 图形窗口的分割
   subplot函数的调用格式为：
   subplot(m,n,p)
   
   对图形窗口灵活分割。请看下面的程序。
   

其他形式的二维图形

2.1 对函数自适应采样的绘图函数

• fplot函数的调用格式为：
  fplot(fname,lims,tol,选项)

样例：用fplot函数绘制f(x)=cos(tan(πx))的曲线。

2.2 其他坐标系下的二维曲线图

• 1．对数坐标图形
  MATLAB提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为：
  semilogx(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
semilogy(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
loglog(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)

  样例：绘制y=10x²的对数坐标图并与直角线性坐标图进行比较。
  2．极坐标图
  polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：
  polar(theta,rho,LineSpec)
  其中theta为极坐标极角，rho为极坐标矢径，选项的内容与plot函数相似。
  样例：绘制极坐标ρ=e^cosθ-2cos4θ+sin⁵(θ/12)
  

2.3 其他特殊二维图形

1. 其他形式的线性直角坐标图
   在线性直角坐标系中，其他形式的图形有条形图、阶梯图、杆图和填充图等
   (1) 条形类图形
   bar(y)
bar(x,y,选项)
   
   2）直方图
   在MATLAB中，绘制直方图的函数有两个：hist函数和rose函数，分别用于绘制直角坐标系下的直方图和极坐标系下的直方图，后者也称为玫瑰花图。
   hist函数的应用更为广泛一些，其调用格式为：
   hist(y[,x])
   

rose函数的调用格式与hist函数非常相似，调用方法如下：
rose(theta[,x])

2．面积类图形
（1）扇形统计图
扇形统计图又称为饼图，反映一个数据系列中各个分量在总数量中所占的比重。MATLAB提供了pie函数来绘制扇形统计图，其调用格式为：
pie(x,explode)

（2）面积统计图
面积统计图反映数量变化的趋势，在实际中可以表现不同部分对整体的影响。在MATLAB中，绘制面积统计图的函数是area，其调用格式为：
① area(x)
② area(x,y)

（3）实心图
实心图是将数据的起点和终点连成多边形，并填充颜色。绘制实心图的函数是fill，其调用格式为：
fill(x,y,颜色)

3．散点类图形
MATLAB提供了绘制散点类图形的函数scatter、stairs和stem，分别用于绘制散点图、阶梯图和杆图。3个函数的调用格式为：
scatter(x,y[,'filled'][,颜色])
stairs(x,y,选项)
stem(x,y,选项)
分别以散点图、阶梯图和杆图形式绘制曲线y=2e-0.5^x。

4．矢量类图形

• （1）罗盘图
  罗盘图表示起点为坐标原点的向量，同时还在坐标系中显示圆形的分隔线。
  compass(x,y)
compass(z)
• （2）羽毛图
  feather(x,y)
feather(z)
• （3）箭头图
  quiver([x,y,]u,v)