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Matlab常用绘图函数

MATLAB提供了强大的数值计算处理功能,而数值结果如果能以图形化的方式显示,将有利于在实际问题中直观地理解计算的结果。

MATLAB绘图的常用函数主要有以下几种。

1.plot():二维图形绘制

● plot(y):对于只含一个输入参数的plot函数,如果输入参数y为向量,则以该参数为纵坐标,横坐标从1开始至与向量的长度相等;如果输入参数y是矩阵时,则按列绘制每列元素的曲线,每条曲线的纵坐标为该列上的元素值,横坐标从1开始,与元素的行坐标对应,,曲线条数等于输入参数矩阵的列数,多条曲线默认状态下通过颜色区别。

● plot(x,y):对于含有两个输入参数的plot函数,如果x是向量,y也为向量,则向量x、y的长度必须相同;如果x为向量时,y为矩阵,则矩阵y必须有一维大小与向量长度相等,将以x为横坐标,绘制出多条不同颜色的曲线,曲线条数等于矩阵y的另一维的大小;如果x、y是同维矩阵,则分别以矩阵x、y对应列元素为横、纵坐标,绘制曲线,曲线条数等于矩阵的列数,不同的曲线默认状态下会以不同的颜色区别。

● plot(x1,y1,x2,y2,...):对于含有多个输入参数的plot函数,x1和y1、x2和y2分别配对,即以x1为横坐标数据时,y1为相应的纵坐标,以x2为横坐标数据时,y2为相应的纵坐标,以此类推,要求配对的向量长度相等,但是组间向量可以不相等,最终可以在同一图形窗口内绘制出多条曲线。

● plot(x1,y1,LineSpec):用于对图形的线型、数据点的样式、颜色进行控制,LineSpec为控制线型、点型、颜色的字符串。3个控制符连为字符串对图形样式控制,线型、点型、颜色的控制符的位置对结果没有影响,可以缺省任何一个或多个参数。例如,“r-.”表示红色点画线,“y--p”表示黄色虚线并用五角星标记数据点。如果使用plot函数的数据参数为矩阵数据绘制多条曲线时,设置了图形样式,各曲线的样式将统一,一般不建议这样操作。

●plot(x1,y1,'PropertyName',PropertyValue):对绘制的图形属性进一步设置。其中PropertyName为曲线的属性名称,PropertyValue为属性的值,属性和属性值需要成对出现,且不同属性之间没有前后顺序关系。

plot函数线型控制符

plot函数点型控制符

例一:

运行后显示的图形如图1所示,横坐标为1~10,纵坐标为向量的值。

图1 plot(y)函数绘图(y为向量)

例二:

运行后3个plot()函数均显示如图2所示的图形。使用plot()函数绘图时,如果对曲线的线条没有设置,默认状态下为折线图,但是如果数据间隔足够小,折线图看上去接近曲线图(如图2所示)。

图2 plot(x,y)函数绘图(x,y为向量)

例三:

运行上述程序,生成如图3所示的图形。

图3 plot(x,y)函数绘图

例四:

运行上述程序,显示如图4所示的图形,生成了不同线型、点型、颜色的曲线。

图4 plot()函数绘图设置图形的线型、点型、颜色

2.plotyy():双y轴图形绘制

在实际中,如果两组数据的数据范围相差较大,而又希望放在同一图形中比较分析,可以绘制双y轴图形。其调用格式如下。

● plotyy(x1,y1,x2,y2):其中x1、y1和x2、y2分别为一组曲线。绘制的图形横坐标标度相同,纵坐标左右各有一个标度,左纵坐标对应x1、y1数据对,右纵坐标对应x2、y2数据对。

● plotyy(x1,y1,x2,y2,'function'):以“function”函数形式绘制双y轴形式,function可为任意可接收function(x,y)形式绘图的函数,可以是MATLAB系统自带的plot、semilogx、semilogy、loglog、stem函数或者用户自定义的函数。

● plotyy(x1,y1,x2,y2,'function1','function2'):曲线x1、y1以“function1”形式绘制,曲线x2、y2以“function2”形式绘制。

例五:

%% plotyy()函数调用格式1的使用

x1=0:pi/100:2*pi;

plotyy(x1,sin(x1),x1,100*cos(x1)); %双y轴图形绘制

%% plotyy()函数调用格式2的使用

plotyy(x1,sin(x1),x1,100*sin(x1).*x1,'loglog'); %以loglog()函数形式绘制双y轴图形

%% plotyy()函数调用格式3的使用

plotyy(x1,sin(x1),x1,100*cos(x1),'loglog','plot'); %分别以loglog()和plot()函数形式绘制双y轴图形

执行上述程序,使用函数plotyy()的3种调用格式分别生成的图形如图5-1、图5-2和图5-3所示。

图5-我 plotyy()函数绘制的图形1

图5-2 plotyy()函数绘制的图形2

图5-3 plotyy()函数绘制的图形3

3.loglog():对数坐标图形的绘图

函数loglog()用于x、y轴均为对数的坐标系绘图。函数调用格式如下:

● loglog(y)

● loglog(x1,y1)

● loglog(x,y,LineSpec)

● loglog(x,y,'PropertyName',PropertyValue)

例六:

x=1:10:100;

loglog(x,exp(2*x));

执行上述程序,生成如图6所示的图形。

图6 loglog()函数的使用

4.semilogx() / semilogy():半对数坐标图形的绘制

semilogx():绘制x轴为对数坐标,y轴为线性坐标的二维图形。

semilogy():绘制y轴为对数坐标,x轴为线性坐标的二维图形。

5.fplot():符号函数的绘制

上面介绍的函数主要用于离散数据的二维图形绘制,而函数fplot()可以根据函数的表达式自动调整自变量的范围,无须给函数赋值,直接生成能反映函数变化规律的图形,在函数变化快的区域,采用小的间隔,否则采用大的坐标间,使绘制的图形计算量与时间最小,而又能尽可能精确反映图形的变化。fplot()函数一般在对横坐标取值间隔没有明确要求,仅查看函数的大致变化规律的情况下使用。函数的调用格式如下。

● fplot('function',limits):在指定的坐标值范围limits内绘制函数function的图形。其中limits是指定x轴范围的向量[xmin xmax]或同时指定x轴和y轴范围的向量[xmin xmax ymin ymax];函数function必须是一个包含y=f(x)的M文件或包含变量x,且能用函数eval计算的字符串。

● fplot('function',limits,LineSpec):LineSpec参数设置图形的线型、数据点的样式、颜色。

● fplot('function',limits,err):绘制函数function时允许的相对误差值为err,默认状态下相对误差的值为2e-3。

6.ezplot():符号函数的绘制

ezplot()函数与fplot函数的功能基本类似,可以方便地绘制表达式或函数的图形。与fplot函数不同的是函数的表达式显示在图形的上方,同时对坐标轴可不加任何限制做图。其调用格式如下。

● ezplot(f):绘制表达式或函数的图形,默认x轴的范围是[-2*pi,2*pi]。

● ezplot(f,[min,max]):设置绘图时x轴的范围。

● ezplot(f,[xmin,xmax,ymin,ymax]):同时设置绘图时x轴和y轴的范围。

7.Grid():图形栅格的控制

函数grid用于在二维或三维图形上控制坐标轴的栅格显示。其具体的调用格式如下。

● grid on:给当前的坐标轴添加栅格。

● grid off:取消当前的坐标轴中的栅格。

● grid:图形栅格显示状态的切换。

8.Hold():图形保持的控制

在图形窗口生成图形后,再生成下一幅图形的时候,会覆盖原图形,如果想保留原图形可以使用hold函数用于图形保持控制。函数hold的调用格式及用法如下。

● hold on:当前图形窗口中的图形处于保持状态,后续图形叠加在原有图形上。

● hold off:关闭图形窗口中的图形保持状态,后续图形覆盖原有图形。

● hold:在hold on与hold off之间转换。即在叠加与覆盖图形之间切换。

同时,函数ishold用于测试图形的保持状态,返回值“1”表示图形处于叠加状态,“0”表示图形处于覆盖状态。

9.ginput():读点函数

函数ginput()用于交互式从MATLAB绘制的图形中读取点的坐标,其调用格式如下。

● [x,y]=ginput(n):用于交互式的通过鼠标读取图形中的点,返回点的横纵坐标值,其中x为点的横坐标值,y为点的纵坐标值,输入参数n为选择的点的个数,可以按“Enter”键提前结束读点操作。

● [x,y]=ginput:可以无限地读取图形中点的坐标直到按下“Enter”键。

● [x,y,button]=ginput:button值返回读点时的鼠标操作,其中“1”代表按下鼠标左键读点,“2”代表按下鼠标中键读点,“3”代表按下鼠标右键读点,通过不同鼠标按键的区别,可以对读取点进行分类。

10.zoom():图形缩放

zoom()函数用于对二维图形的缩放控制,放大或缩小会相应地改变坐标轴范围。其调用格式如下。

● zoom on:打开图形的缩放功能,通过单击鼠标,可以放大图形,放大图形后要想缩小图形,需要按住“Shift”键,再单击鼠标键。

● zoom off:关闭交互式图形缩放功能。

● zoom out:将缩放后的图形恢复到原始状态。

● zoom reset:将当前图形的状态作为“原始态”,以后使用zoom out图形恢复到此状态。

● zoom:用于切换缩放的状态。

● zoom xon:仅对x轴进行图形缩放。

● zoom yon:仅对y轴进行图形缩放。

11.saveas():图形保存

saveas()函数可以按照指定的格式保存图形,其使用的格式如下。

● saveas(gca,'filename','fileformat'):其中gca指明保存当前的图形对象,filename为图形的文件名,可以为绝对路径下的文件名,或者直接为文件名,保存至当前路径下,fileformat保存的图形的文件类型,包括常见的多种图形格式:fig、eps、emf、png、jpg、tif等常用的图片格式类型,其中fig为Matlab默认图形文件类型,保存为该格式后,下次打开后可以直接编辑修改。

12.print():图形打印

print()函数可用于打印图形窗口的图形,必须紧跟在函数plot()后使用,其调用格式如下。

● print filename:命令中“filename”为打印的图形文件文件名。

● print -dformat:命令中“dformat”为打印的图形文件的存储格式。

● print ...-option:命令中“option”设置打印的图形文件的参数。

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