簡(jiǎn)要

上一篇已經(jīng)對(duì)圖形的屬性有過介紹，在此基礎(chǔ)上來進(jìn)行二維以及后續(xù)三維圖形的操作（注：沒接觸過其他維度的操作，就不折騰相關(guān)的內(nèi)容了），將會(huì)更容易理解這些屬性的用法，當(dāng)然，全部的屬性使用都來一遍，感覺就不太實(shí)際了，大可不必~

簡(jiǎn)單說下本篇會(huì)涉及的內(nèi)容，常見的plot使用肯定是要有的，然后就是對(duì)圖形做一些操作，顯得更靈活一點(diǎn)，畢竟軟件這么強(qiáng)大，不能只局限于畫簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的圖形，此外還有就是一些比較特殊的二維圖，比如直方圖，柱狀圖之類的，具體還有啥，慢慢往下看~

~Show?Time~

繪制基礎(chǔ)

這一段的內(nèi)容，本來是上一篇想寫進(jìn)去的，不過感覺前后有點(diǎn)不協(xié)調(diào)，就留到本篇來寫了，主要作用就是理解圖形的形成機(jī)制，和上篇的屬性啥的關(guān)聯(lián)不是太大。

要知道，MATLAB是沒法真正繪制連續(xù)圖形的，都是通過”打點(diǎn)“的方式進(jìn)行繪制，因此要有個(gè)離散的概念，比如離散函數(shù)y=f(x)，然后x的標(biāo)量數(shù)組[x1,x2,x3,...,xn]則對(duì)應(yīng)著y的值[y1,y2,y3,...,yn]，然后這兩個(gè)數(shù)組在直角坐標(biāo)系中以點(diǎn)序列的形式表示，于是就形成了離散的圖形，而連續(xù)圖形的表示則是把離散區(qū)間進(jìn)行細(xì)化，逼近連續(xù)的形式，在視覺上呈現(xiàn)連續(xù)的效果，畫圖的時(shí)候，每?jī)蓚€(gè)離散點(diǎn)用線進(jìn)行連接，則可表示出該函數(shù)的連續(xù)特性，所以在進(jìn)行操作圖形的時(shí)候，要記住點(diǎn)與點(diǎn)之間是對(duì)應(yīng)的，假如x或y缺了點(diǎn)，另一部分就相當(dāng)于越界了，然后無法對(duì)應(yīng)即繪制失敗。

看接下來的兩個(gè)示例，就可以清楚MATLAB中的連續(xù)和離散了

%示例1 離散 x=0:12;%自變量 y=sin(x);%x的對(duì)應(yīng)點(diǎn) plot(x,y,'r*','markersize',20)%對(duì)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記 grid on%開啟網(wǎng)格顯示

示例1運(yùn)行結(jié)果

%示例2 連續(xù) x=0:0.01:12 y=sin(x);%x的對(duì)應(yīng)點(diǎn) plot(x,y,'r*','markersize',20)%對(duì)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記 grid on%開啟網(wǎng)格顯示

示例2運(yùn)行結(jié)果

再補(bǔ)充下完整繪圖的幾個(gè)步驟，大致如下：

1）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，二維圖形就是準(zhǔn)備橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，三維圖形則需要準(zhǔn)備矩形參變量和Z軸數(shù)據(jù)

2）指定圖形窗口和子圖位置，可以使用figure命令指定圖形窗口，默認(rèn)是打開Figure1，subplot就可以指定子圖的位置，如果像上述那樣直接進(jìn)行了plot，則是默認(rèn)使用Figure1的窗口

3）繪圖，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制曲線或曲面圖，可對(duì)繪制方式進(jìn)行設(shè)置，如：色彩、線型、數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記等

4）注釋，可以設(shè)置坐標(biāo)軸的坐標(biāo)范圍、刻度等，還能對(duì)圖形進(jìn)行注釋，如：圖名、圖例、文字說明等

5）保存圖片，可以將繪制的圖形保存為.fig后綴的文件，也可轉(zhuǎn)換為其他格式的圖形文件

以上幾個(gè)步驟是相對(duì)詳細(xì)的繪圖步驟，一般情況下，只進(jìn)行了步驟1~3，其余的都是使用的默認(rèn)設(shè)置。

plot

plot是最基本的一個(gè)二維圖形繪制的函數(shù)，輸入plot(a,b)就可以畫出一個(gè)分別以a、b為x軸和y軸的圖形，基本的調(diào)用格式有以下的幾種，即：

plot(x)plot(x,y)plot(x1,y1,x2,y2,..)

plot(x)中的x可以是向量、實(shí)數(shù)矩陣或者復(fù)數(shù)矩陣，若x為實(shí)向量，則以x的值為縱坐標(biāo)，各值對(duì)應(yīng)的下標(biāo)則為橫坐標(biāo)，最后以直線連接各點(diǎn)；若x是復(fù)數(shù)向量，則實(shí)部為橫坐標(biāo)，虛部為縱坐標(biāo)，然后各點(diǎn)以直線進(jìn)行順序連接；若x是個(gè)實(shí)數(shù)矩陣，則按列繪制每列元素值相對(duì)其下標(biāo)的連線圖，且同時(shí)繪制多條，條數(shù)即矩陣列數(shù)；若x是個(gè)復(fù)數(shù)矩陣，則分別以x實(shí)部矩陣和虛部矩陣的對(duì)應(yīng)元素為橫縱坐標(biāo)繪制多條連線圖。

plot(x,y)就要直觀一些了，x和y是同維度的向量，以x、y分別為橫縱坐標(biāo)，將相對(duì)應(yīng)的元素值進(jìn)行連線；若x是個(gè)向量，而y是個(gè)與x等維度的矩陣，那么繪制出多條曲線，線條數(shù)即y矩陣的另一個(gè)維數(shù)（非與x的相同維數(shù)），如果x和y都是矩陣，且等維度，則以x、y對(duì)應(yīng)列元素為橫縱坐標(biāo)進(jìn)行繪制，曲線條數(shù)為矩陣行數(shù)。

plot(x1,y1,x2,y2,...)就跟plot(x,y)相同了，只是多了元素對(duì)，且不同元素對(duì)之間不存在約束關(guān)系，相對(duì)比較獨(dú)立，只是在同一個(gè)figure里進(jìn)行顯示。

接下來用plot進(jìn)行一些使用操作：

%1 繪制多條曲線 clear all close all clc x=0:0.05:5;%x坐標(biāo) y1=0.1*x-0.5;%y1坐標(biāo) y2=sin(x.^2);%y2坐標(biāo) figure plot(x,y1,x,y2)

結(jié)果

%2 變量為矩陣時(shí)的圖例

clear all close all clc x=0:pi/180:2*pi; y1=sin(x); y2=sin(2*x); y3=sin(3*x); X=[x;x;x]'; Y=[y1;y2;y3]'; plot(X,Y,x,cos(x))

結(jié)果

%3 含y坐標(biāo)變量的鋸齒波 y=[1 0 1 0 1 0]; plot(y)

結(jié)果

%4 正弦波 x=0:0.01:10; y=sin(x); plot(x,y)

結(jié)果

%5 繪制雙矩陣 x=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; y=[3 2 1;6 5 4;9 8 7]; plot(x,y)

結(jié)果

文字標(biāo)注

一般情況下，我們都會(huì)給繪制的圖形添加文字標(biāo)注，主要的標(biāo)注方式有以下幾種，其中所述的屬性名和屬性值就是上篇的繪圖基礎(chǔ)所涉及的。

(1) 添加圖形標(biāo)題

使用title命令，使用格式有兩種，即：

title('string')%在坐標(biāo)系頂部添加一個(gè)文本串即string作為該圖形標(biāo)題 title('text','屬性名','屬性值','...')%設(shè)置標(biāo)題名的屬性，可以是字體大小、字體名以及字體的粗細(xì)等

(2)添加坐標(biāo)軸標(biāo)注

使用xlabel、ylabel、zlabel，分別對(duì)應(yīng)x、y、z三個(gè)軸，使用方法相同，以xlabel為例表述

xlabel('text')%給當(dāng)前坐標(biāo)系中的x軸添加文本標(biāo)注，即此處的“text” xlabel('text','屬性名','屬性值','...')%設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)注文本的屬性，可以是字體大小、字體名以及字體的粗細(xì)等

(3)圖例

使用legend函數(shù)進(jìn)行設(shè)置

legend(str1,str2,str3,...)%在當(dāng)前圖中添加多個(gè)圖例 legend off %關(guān)閉當(dāng)前坐標(biāo)圖上的圖例

(4)文本注釋

使用text函數(shù)在二維和三維圖形的指定位置進(jìn)行文本注釋，gtext函數(shù)可設(shè)置文本注釋可拖動(dòng)，即通過鼠標(biāo)移動(dòng)，單擊后來確定標(biāo)注的位置。

text(x,y,'string');%在二維圖的(x,y)的位置標(biāo)注'string' text(x,y,z,'string');%在三維圖的(x,y,z)的位置標(biāo)注'string' gtext('string')%使用鼠標(biāo)移動(dòng)從而確定‘string’的標(biāo)注位置

示例

程序

x=0:pi/50:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); figure(1);plot(x,y1,'k-*',x,y2,'b-o');%創(chuàng)建圖形窗口，并對(duì)顯示圖形 grid on;%打開柵格 legend('sin(\alpha)','cos(\alpha)');%添加2個(gè)圖例 text(pi,0,'\leftarrow sin(\alpha)');%(pi,0)的位置添加文本注釋 gtext('cos(\alpha)\rightarrow');%cos曲線的文本注釋，由使用者通過鼠標(biāo)移動(dòng)，單擊后確定放置位置 title('sin(\alpha) & cos(\alpha)');%添加標(biāo)題 xlabel('\alpha');%添加x軸標(biāo)注 ylabel('value')%添加y軸標(biāo)注

結(jié)果

線型、點(diǎn)型和顏色

這三個(gè)詞對(duì)應(yīng)的就是使用plot函數(shù)進(jìn)行繪制圖形時(shí)，對(duì)圖形的控制，你想要怎樣線型或者點(diǎn)型的圖，顏色又想要怎樣的，這些都很適用，為了方便理解和使用，將這些標(biāo)識(shí)符以表格形式進(jìn)行展示：

顏色標(biāo)識(shí)符	符號(hào)標(biāo)識(shí)符	線型標(biāo)識(shí)符
r	紅	.	點(diǎn)	-	實(shí)線
g	綠	o	圓圈	:	點(diǎn)線
b	藍(lán)	x	x號(hào)	-.	點(diǎn)劃線
c	青	+	+號(hào)	--	虛線
m	品紅	*	星號(hào)
y	黃	s	平方號(hào)
k	黑	d	鉆石
		v	三角符號(hào)（向下）
		^	三角符號(hào)（向上）
		<< spa>	三角符號(hào)（向左）
		>	三角符號(hào)（向右）
		p	五角星
		h	六角星

之前用plot的時(shí)候也已經(jīng)用過很多次了，這邊再簡(jiǎn)單用幾個(gè)標(biāo)識(shí)展示下

x=0:0.1:10; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,'d-',x,y2,'hc--')

結(jié)果

坐標(biāo)軸設(shè)置

在繪圖的時(shí)候，如果沒有對(duì)坐標(biāo)軸進(jìn)行設(shè)置，MATLAB將使用默認(rèn)模式，即直角坐標(biāo)系，并自動(dòng)標(biāo)記刻度，如果有特定的需要，則可以對(duì)坐標(biāo)軸進(jìn)行設(shè)置，可以設(shè)置坐標(biāo)比例、坐標(biāo)邊界范圍以及坐標(biāo)軸的形式。

坐標(biāo)軸的控制指令是axis以及axis+控制指令，下方列出一些常用命令及其含義；

命令	含義
axis([xmin,xmax,ymin,ymax])	設(shè)定坐標(biāo)范圍，需滿足xmin
axis auto	使用默認(rèn)設(shè)置
axis manual	使當(dāng)前坐標(biāo)范圍不變，之后的圖形都在當(dāng)前坐標(biāo)范圍顯示
axis fill	在manual方式下起作用，使坐標(biāo)充滿整個(gè)繪圖區(qū)域
axis vis3d	保持高寬不變，三維旋轉(zhuǎn)時(shí)，避免圖形的大小變化
axis ij	矩陣式坐標(biāo)，原點(diǎn)在左上方
axis xy	普通直角坐標(biāo)系，原點(diǎn)在左下方
axis equal	橫、縱坐標(biāo)采用等長(zhǎng)刻度
axis on	使用軸背景
axis off	取消軸背景
axis tight	把數(shù)據(jù)范圍直接設(shè)置為坐標(biāo)范圍
axis square	使得坐標(biāo)系為方形
axis normal	默認(rèn)矩形坐標(biāo)系
axis image	橫縱軸采用等長(zhǎng)的刻度，且坐標(biāo)框緊貼數(shù)據(jù)范圍

示例

%1 使用默認(rèn)設(shè)置的坐標(biāo)軸 z=0:0.1:2*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot(x,y); axis auto

結(jié)果1

%2 使用坐標(biāo)軸為方形 z=0:0.1:2*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot(x,y); axis square

結(jié)果2

%3 設(shè)定坐標(biāo)軸范圍 z=0:0.1:2*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot(x,y); axis([-2 2 -2 2])

結(jié)果3

%4 設(shè)定坐標(biāo)軸范圍且關(guān)閉背景 z=0:0.1:2*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot(x,y); axis([-2 2 -2 2]); axis off

結(jié)果4

圖形疊加繪制

在很多時(shí)候，我們會(huì)在一張已有曲線的圖形上再繪制一條或多條曲線，從而對(duì)各種曲線的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析等，因此在MATLAB中提供了hold命令實(shí)現(xiàn)該種功能；

hold on%使得當(dāng)前軸以及圖形保持而不被刷新掉，然后在此圖中繪制新圖 hold off%使得當(dāng)前軸以及圖形具備刷新的性質(zhì)，即新圖替換舊圖 hold %直接相當(dāng)于on和off的雙向切換

示例

%繪制離散信號(hào)通過零階保持器后的波形 t=2*pi*(0:20)/20; y=cos(t).*exp(-0.4*t); stem(t,y,'g'); hold on; stairs(t,y,'r'); hold off;

結(jié)果

子圖繪制

子圖很常見，就是在一個(gè)窗口里布置多個(gè)獨(dú)立的圖形，使用subplot函數(shù)

subplot(m,n,k)%圖形窗口中將有(m x n)幅子圖，k是當(dāng)前子圖的編號(hào)，編號(hào)從左到右，從上到下增加 subplot('position',[left bottom width height])%在指定位置開辟一定寬高的子圖，并設(shè)為當(dāng)前圖，其中[left bottom width height]為設(shè)置值，取值范圍[0~1]，左下角為（0，0）坐標(biāo)位置

注：由于子圖是獨(dú)立的，因此所有的繪圖指令都可以在子圖中使用；若使用subplot后，想要重新在整個(gè)窗口繪圖，則可使用“clf”命令清除已繪圖形再進(jìn)行繪制，當(dāng)然直接用close，然后重新創(chuàng)建也可。

示例

%例1 t=(pi*(0:1000)/1000)'; y11=sin(t); y22=sin(5*t); y12=y11.*y22; y21=cos(t); subplot(221);plot(t,y11);axis([0,pi,-1,1]); subplot(222);plot(t,y12);axis([0,pi,-1,1]); subplot(223);plot(t,y21);axis([0,pi,-1,1]); subplot(224);plot(t,y22);axis([0,pi,-1,1]);

結(jié)果1

%例2 t=(pi*(0:1000)/1000)'; y11=sin(t); y22=sin(5*t); y12=y11.*y22; y21=cos(t); subplot('position',[0.1 0.5 0.35 0.35]);plot(t,y11);axis([0,pi,-1,1]); subplot('position',[0.5 0.5 0.35 0.35]);plot(t,y12);axis([0,pi,-1,1]); subplot('position',[0.1 0.1 0.35 0.35]);plot(t,y21);axis([0,pi,-1,1]); subplot('position',[0.5 0.1 0.35 0.35]);plot(t,y22);axis([0,pi,-1,1]);

結(jié)果2

未完待續(xù)