matlab学习笔记（四）初阶绘图

参考课程：台大郭彦甫教授MATLAB课程

基础绘图

从数据中绘图

plot()

• plot(x,y)：指定自变量x的值
• plot(y)：自变量x默认从0,1,2,…开始

plot(cos(0:pi/20:2*pi));

如果想在一张图上画出多个图像，可以使用hold on–hold off语句实现，否则后面的语句会覆盖掉之前的：
如：

hold on
plot(cos(0:pi/20:2*pi));
plot(sin(0:pi/20:2*pi));
hold off

绘图风格设置

• plot(x,y,‘str’)：设置线型（Line types）、标记（Data markers）、颜色（Colors）等风格

如，’- -or’表示：虚线线型（–）、圆圈标记（o）、红色（r）

hold on
plot(cos(0:pi/20:2*pi),'--or');
plot(sin(0:pi/20:2*pi),'-xg');
hold off

legend()

如果我们要显示四个函数的图像：sin、cos、Sigmoid、Gauss

x = 0:0.5:4*pi;
y = sin(x);
h = cos(x);
w = 1./(1 + exp(-x)); % Sigmoid
g = (1 /(2 * pi * 2)^0.5) .* exp((-1 .* (x - 2 * pi) .^ 2) ./ (2 * 2 ^ 2)); % 高斯
plot(x,y,'bd-',x,h,'gp:',x,w,'ro-',x,g,'c^-');

legend()的作用是在图像上显示出图例，便于观察每一个图像对应代表哪个函数：

• legend(‘sin(x)’,‘cos(x)’,‘Sigmoid’,‘Gauss function’);

x = 0:0.5:4*pi;
y = sin(x);
h = cos(x);
w = 1./(1 + exp(-x)); % Sigmoid
g = (1 /(2 * pi * 2)^0.5) .* exp((-1 .* (x - 2 * pi) .^ 2) ./ (2 * 2 ^ 2)); % 高斯
plot(x,y,'bd-',x,h,'gp:',x,w,'ro-',x,g,'c^-');
legend('sin(x)','cos(x)','Sigmoid','Gauss function'); % 按顺序对应图形

title() 和 label()

• title()
• xlabel()
• ylabel()
• zlabel()（三维时用到）

x = 0:0.1:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = exp(-x);
plot(x,y1,'--*',x,y2,':o');
xlabel('t = 0 to 2\pi'); % 很像markdown语法
ylabel('values of sin(t) and e^{-x}');
title('Function Plots of sin(t) and e^{-x}');
legend('sin(t)','e^{-x}');

text() 和 annotation()

用于在Figure上指定位置写LaTex数学表达式

1.text(x , y , str , ‘Interpreter’ , ‘latex’)：

• x、y坐标用于规定从哪个位置开始写
• str：要写的内容

2.annotation(‘图形’ , ‘X’ , [坐标变化] , ‘Y’ , [坐标变化])：

• 图形：包括箭头等图形
• X、Y坐标的变化：如，箭头的起始点和终点

x = linspace(0,3);
y = x .^ 2 .* sin(x);
plot(x,y);
line([2,2],[0,2^2*sin(2)]);
str = '$$ \int_{0}^{2} x^2\sin(x) dx $$';
text(0.25,2.5,str,'Interpreter','latex');
annotation('arrow','X',[0.32,0.5],'Y',[0.6,0.4]);

【练习1】

t = 1:0.01:2;
f = t .^ 2;
g = sin(2 .* pi .* t);
plot(t,f,'-k',t,g,'or');
xticks([1:0.2:2]);
xlabel('Time(ms)'); 
ylabel('f(t)');
title('Mini Assignment #1');
legend({
     't^2','sin(2\pi t)'},'Location','northwest'); % 图例在西北方向的位置

图形的一些属性（Figure Property）

• Font
• Font size
• Line width
• Axis limit
• Tick position
• Tick label
  

修改属性：

1.Identifying the Handle of An Object

• 通过handle修改对应属性
• 取出 / 修改属性

Utility functions：

函数	说明
gca	返回当前的坐标区，可以通过点成员运算符设置下属的属性
gcf	返回当前图窗的句柄，可以通过点成员运算符设置下属的属性
allchild	查找指定对象的所有子级
ancestor	查找指定对象的所有祖先
delete	删除一个对象
findall	查找所有图形对象

2.Fetching or Modifying Properties

（1）get()：获取图形的相关属性

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
h = plot(x,y);
get(h);

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
get(gca);

（2）set()：设置图形的相关属性

• 设置XLim 和 YLim的limit（坐标的上下界设置）

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
set(gca,'XLim',[0,2 * pi]);
set(gca,'YLim',[-1.2,1.2])

• 设置字体大小以及坐标刻度值

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
set(gca,'XLim',[0,2 * pi]);
set(gca,'YLim',[-1.2,1.2])
set(gca,'Fontsize',25);

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
set(gca,'XLim',[0,2 * pi]);
set(gca,'YLim',[-1.2,1.2])
set(gca,'Fontsize',25);
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTickLabel',0:90:360);

• 把$\pi$显示出来，而不再用180、360度来代替：

【注】要用花括号 { } 括起来

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
plot(x,y);
set(gca,'XLim',[0,2 * pi]);
set(gca,'YLim',[-1.2,1.2]);
set(gca,'Fontsize',25);
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTickLabel',0:90:360);
set(gca,'XTickLabel',{
     '0','\pi/2','\pi','3\pi/2','2\pi'});

• 设置线条样式

x = linspace(0,2 * pi,1000);
y = sin(x);
h = plot(x,y);
set(gca,'XLim',[0,2 * pi]);
set(gca,'YLim',[-1.2,1.2]);
set(gca,'Fontsize',25);
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTickLabel',0:90:360);
set(gca,'XTickLabel',{
     '0','\pi/2','\pi','3\pi/2','2\pi'});
set(h,'LineStyle','-.','LineWidth',7.0,'Color','g');

如果使用delete命令：

• 设置标签属性

x = rand(20,1);
set(gca,'FontSize',18);
plot(x,'-md','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','g','MarkerSize',10);
xlim([1,20]);

【练习2】将上面画出的那个$t^2$ 和 $sin(2\pi t)$的图形重新设置一下样式：

t = 1:0.01:2;
f = t .^ 2;
g = sin(2 .* pi .* t);
h = plot(t,f,'-',t,g,'o','MarkerEdgeColor',[106/255 90/255 205/255],'MarkerFaceColor',[106/255 90/255 205/255]);
set(gca,'FontSize',10);
xticks([1:0.2:2]);
yticks([-1:1:4]);
xlabel('\fontsize{15}Time(ms)'); 
ylabel('\fontsize{15}f(t)');
title('\fontsize{15}Mini Assignment #1');
set(h(1),'LineStyle','-','LineWidth',5.0,'Color','k');
legend({
     't^2','sin(2\pi t)'},'Location','northwest');

多个图窗（分开展示）

x = -10:0.1:10;
y1 = x .^ 2 - 8;
y2 = exp(x);
figure,plot(x,y1);
figure,plot(x,y2);

设置图窗位置和大小

• figure(‘position’,[left , bottom , width , height]);

设置多图窗显示（显示在同一图窗上）

• subplot(m,n,1);
  • m：行数
  • n：列数
  • 1：放在哪个位置，如，第一个位置

t = 0:0.1:2*pi;
x = 3 * cos(t);
y = sin(t);
subplot(2,2,1);plot(x,y);axis normal
subplot(2,2,2);plot(x,y);axis square
subplot(2,2,3);plot(x,y);axis equal
subplot(2,2,4);plot(x,y);axis equal tight

比如，保存【练习2】的那个图窗，命名为’test001’，格式为’jpeg’：

saveas(gcf,'test001','jpeg');