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【笔记】MATLAB中的图形(1)

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
二维作图

绘图命令plot绘制x-y坐标图;loglog命令绘制对数坐标图;semilogx和semilogy命令绘制半对数坐标图;polor命令绘制极坐标图。

1、基本形式

如果y是一个向量,那么plot(y)绘制一个y中元素的线性图。假设我们希望画出

y=[0.,0.48,0.84,1.,0.91,6.14]

则用命令plot(y)。它相当于命令plot(x,y),其中x=[1,2,...,n]或x=[1;2;...;n],即向量y的下标编号n为它的长度。

MATLAB会产生一个图形窗口,显示如图1所示,请注意:坐标x和y是由计算机自动生成的。

图1

上面的图形没有加上x轴和y轴的标注,也没有标题。用xlabel,ylabel,title命令可以加上。

表 1 MATLAB图形命令
title 图形标题
xlabel x坐标轴标注
ylabel y坐标轴标注
text 标注数据点
grid 给图形加上网络
hold 保持图形窗口的图形

如果x、y是同样长度的向量,plot(x,y)命令可画出相应的x元素与y元素的x-y坐标图。

例如:

>> plot(y)
>> x=0:0.05:4*pi;
>> y=sin(x);
>> plot(x,y)
>> grid on,title(\'y=sin(x)曲线图\')
>> xlabel(\'x=0:0.05:4pi\')

结果见图2。

图 2  y=sin(x)的图形

2、多重线

在一个单线图上,绘制多重线有三种方法.

第一种方法是利用plot的多变量方式绘制:

plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)

x1,y1,x2,y2,…,xn,yn是成对的向量,每一对x,y在图上产生如上方式的单线。多变量方式绘图允许不同长度的向量显示在同一图形上。

第二种方法也是利用plot绘制,但加上hold on/off命令的配合:

plot(x1,y1)
hold on
plot(x2,y2)
hold of

第三种方法还是利用plot绘制,但带入矩阵。

如果plot用于两个变量plot(x,y),并且x,y是矩阵,则有以下情况:

(1) 如果y是矩阵,x是向量,plot(x,y)用不同的画线形式绘出y的行或列及相应的x向量,y的行货列的方向与x向量元素的值选择是相同的。

(2)  如果x是矩阵,y是向量,则除了x向量的线族及相应的y向量外,以上的规则也适用。

(3) 如果x,y是同样大小的矩阵,plot(x,y)绘制x的列及y相应的列。

3、线型和颜色的控制

线型、点标记和颜色的取值有以下几种(表 2)。

表 2 线型和颜色控制符
线型 点标记 颜色 线型 点标记 颜色
-    实线 .    点 y    黄色   ^    朝上三角 k    黑色
:    虚线 o    小圆圈 m    棕色   v    朝下三角  
-.    点画线 x    叉字符 c    青色   >    朝右三角  
--    间断点 +    加号 r    红色   <    朝左三角  
  *    星号 g    绿色   p    五角星  
  s    方格 b    蓝色   h    六角形  
  d    棱形 w    白色      

如果不指定画线方式和颜色,MATLAB会自动为您选择点的表示方式及颜色。你也可以用不同的符号指定不同的曲线绘制方式。

例如:

>> t=-3.14:0.2:3.14;
>> x=sin(t);y=cos(t);
>> plot(t,x,\'+r\',t,y,\'-b\')

图 3 不同线型、颜色的sin、cos图形

4、 对数图、极坐标图及条形图

Loglog、semilogx、semilogy和polar等的用法和plot相似。这些命令允许数据在不同的graph paper上绘制,例如不同的坐标系统。先介绍的fplot是扩展来的可用于符号作图的函数。

(1)、fplot(fname,lims)绘制fname指定的函数的图形。

(2)、polar(theta,rho)使用相角theta为极坐标形式绘图,相应半径为rho,其次可使用grid命令画出极坐标网格。

(3)、loglog用log10-log10标度绘图。

(4)、semilogx用半对数坐标绘图,x轴是log10,y是线性的。

(5)、semilogy用半对数坐标绘图,y轴是log10,x是线性的。

(6)、bar(x)显示x向量元素的条形图,bar不接受多变量。

(7)、hist绘制统计频率直方图。

(8)、histfit(data,nbins)绘制统计直方图与其正态分布拟合曲线。

fplot函数的绘图区域为lims=[xmin,xmax],也可以用lims=[xmin,xmax,ymin,ymax]指定y轴的区域。函数表达式可以是一个函数名,如sin,tan等;也可以是带上参数x的函数表达式,如sina(x),diric(x,10);也可以是一个用方括号括起来的函数组,如[sin cos]。

例:

>> fplot(\'sin\',[0 4*pi])
>> fplot(\'sin(1./x)\',[0.01,0.1])
>> fplot(\'abs(exp(-j*x*(0:9))*ones(10,1))\',[0 2*pi],\'-o\')
>> fplot(\'[sin(x),cos(x),tan(x)]\',[-2*pi 2*pi -2*pi 2*pi])

下面介绍其他几个作图函数的应用:

例 1半对数坐标绘图:

>> t=0.001:0.002:20;
>> y=5+log(t)+t;
>> semilogx(t,y,\'b\')
>> hold on
>> semilogx(t,t+5,\'r\')

图 4 半对数图

例 2 极坐标绘图:

>> t=0:0.01:2*pi;
>> polar(t,sin(6*t))

图 5 极坐标绘图

例 3 正态分布图:

可以用命令normrnd生成符合正态分布的随机数。

normrnd(u,v,m,n)

其中,u表示生成随机数的期望,v代表随机数的方差。

>> a=normrnd(10,2,10000,1);
>> histfit(a)

图 6 正态分布的统计直方图与其正态分布拟合曲线

例 4:比较正态分布(a)与平均分布(b)的分布图:

>> %正态分布
>> yn=randn(30000,1);
>> x=min(yn):0.2:max(yn);
>> subplot(121)
>> hist(yn,x)
>> xlabel(\'(a)\')
>> %平均分布
>> yu=rand(30000,1);
>> subplot(122)
>> hist(yu,25)
>> xlabel(\'(b)\')

图 7 正态分布与平均分布的分布图

5、子图

在绘图过程中,经常要把几个图形在同一图形窗口中表现出来,而不是简单的叠加。这就用到函数sunplot。其调用格式如下:

subplot(m,n,p)

subplot函数把一个图形窗口分割成mxn个子区域,用户可以通过参数p调用各个子绘图区域进行操作。子绘图区域的编号为按行从左至右编号。

例 5:绘制字图

>> x=0:0.1*pi:2*pi;
>> subplot(2,2,1)
>> plot(x,sin(x),\'-*\');
>> title(\'sin(x)\')
>> subplot(2,2,2)
>> plot(x,cos(x),\'--o\')
>> title(\'cos(x)\')
>> subplot(2,2,3)
>> plot(x,sin(2*x),\'-.*\')
>> title(\'sin(2x)\')
>> subplot(2,2,4)
>> plot(x,cos(3*x),\':d\')
>> title(\'cos(3x)\')

得到的图形如图8所示:

图 8 子图

6、填充图

利用二维绘图函数patch,可以绘制填充图。绘制填充图的另一个函数为fill。

下面的例子绘出了函数humps(一个MATLAB演示函数)在指定区域内的函数图形。

例 6:用函数patch绘制填充图

>> fplot(\'humps\',[0,2],\'b\')
>> hold on
>> patch([0.5 0.5:0.02:1 1],[0 humps(0.5:0.02:1) 0],\'r\');
>> hold off
>> title(\'Aregion under an interesting function.\')
>> grid

图 9 填充图

还可以用函数fill来绘制类似的填充图。

例 7:用函数fill绘制填充图

>> x=0:pi/60:2*pi;
>> y=sin(x);
>> x1=0:pi/60:1;
>> y1=sin(x1);
>> plot(x,y,\'r\')
>> hold on
>> fill([x1 1],[y1 0],\'g\')

图 10 填充图


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
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