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  • 第三章 matlab绘图

    Contents

    第三章 matlab绘图

    clc;
    clear all;
    close all;

    一.二维数据曲线的绘制

    1.单独二维曲线的绘制

    % plot(x,y)
    
    % % 在0<=x<=2*pi区间内,绘制曲线y=2*exp(-0.5*x)*cos(4*pi*x)
     x = 0:pi/100:2*pi;
     y =2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
     figure;
     plot(x,y)
    
    % % 绘制曲线x = cost+tsint  y = sint -tcost
    t = 0:0.1:8*pi;
    x = cos(t)+t.*sin(t);
    y = sin(t)-t.*cos(t);
    figure
    plot(x,y)
     
    MatlabPlot_02 MatlabPlot_01

    2.多根二维曲线的绘制

    1)plot函数的输入参数是矩阵形式

    % % 当x是向量时,y是也有一维与x同维的矩阵时.
    x = linspace(0,2*pi,100);
    y =[sin(x);1+sin(x);2+sin(x)];
    figure
    plot(x,y)
    
    % %x,y是同维矩阵.
    x = 0:pi/10:2*pi;
    y = sin(x);
    figure
    plot([x;x;x]',[y;y*2;y*3]')
    
    % %当输入参数是实矩阵时,则按列绘制没列元素值相对于其坐标下的曲线.
    t = 0:0.01:2*pi;
    x = exp(i*t);
    y = [x;x*2;x*3]';
    figure
    plot(y)
      
    MatlabPlot_05 MatlabPlot_03 MatlabPlot_04

    2)含多个输入参数的plot的函数

    % %当plot函数有多个输入参数,每两个组成一组.
    x = 0:pi/10:2*pi;
    y = sin(x);
    figure
    plot(x,y,x,y*2,x,y*3)
     MatlabPlot_06

    3)plotyy函数[AX,H1,H2] = plotyy(x1,y2,x2,y2,'function')

    % 格式 :
    % plotyy(x1,y1,x2,y2)
    % plotyy(x1,y2,x2,y2,'function')
    % [AX,H1,H2] = plotyy(x1,y2,x2,y2,'function')
    
    % % 使用函数plotyy绘制两个数学函数
    x = 0:0.01:20;
    y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
    y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
    figure
    [AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2,'plot');
    
    % % 添加样式x = 0:0.01:20;
    y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
    y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
    figure
    [AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2,'plot');
    
    set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','LeftY-axis');         % AX(1)是左侧的y轴
    set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','RightY-axis');        % AX(2)是右侧的y轴
    xlabel('Zero to 20\musec');                             % 添加x轴的标签
    set(H1,'LineStyle','--');                               % H1所代表的曲线.
    set(H2,'LineStyle','-');                                % H2所代表的曲线.
     MatlabPlot_08 MatlabPlot_07

    3.设置曲线样式 | 颜色,线型,标记符号.

    % %--------------------
    % 颜色选项          颜色
    % b(blue)          蓝色
    % g(green)         绿色
    % r(red)           红色
    % c(cyan)          青色
    % m(magenta)       品红色
    % y(yellow)        黄色
    % b(black)         黑色
    % w(white)         白色
    
    % %--------------------
    % 线型选项       线型
    % -             实线
    % :             虚线
    % -.           点划线
    % --           双划线
    
    % %--------------------
    % 选项           标记符号
    % .               点
    % O               圆圈
    % X               叉号
    % +               加号
    % *               星号
    % s(square)      方块符
    % d(diamond)     菱形符
    % v              朝下三角符号
    % ^              朝上三角符号
    % <              朝左三角符号
    % >              朝右三角符号
    % p(pentagram)   五角星符
    % h(hexagram)    六角星符
    
    % % 以线宽5,红色,点画线,叉号形式绘画x在[0,2*pi]内的正弦函数y=sin(x)的图形.
    x = 0:pi/10:2*pi;
    y = sin(x);
    figure
    plot(x,y,'r-.X','LineWidth',5);
     MatlabPlot_09

    4.图形的标注与坐标控制

    1)图形的标注

    % title(s)  书写图名
    % xlabel(s) 横坐标轴名
    % ylabel(s) 纵坐标轴名
    % legend(s1,s2) 绘制曲线的图例
    % text(xt,yt,s) 在图里(xt,yt)坐标处书写字符注释.
    
    % %---------------常用的LaTeX字符---------------------
    % \alpha	α	\upsilon	υ	\sim	~
    % \beta	β	\phi	?	\leq	≤
    % \gamma	γ	\chi	χ	\infty	∞
    % \delta	δ	\psi	ψ	\clubsuit
    % \epsilon	?	\omega	ω	\diamondsuit
    % \zeta	ζ	\Gamma	Γ	\heartsuit
    % \eta	η	\Delta	Δ	\spadesuit
    % \theta	θ	\Theta	Θ	\leftrightarrow	?
    % \vartheta	?	\Lambda	Λ	\leftarrow	←
    % \iota	ι	\Xi	Ξ	\uparrow	↑
    % \kappa	κ	\Pi	Π	\rightarrow	→
    % \lambda	λ	\Sigma	Σ	\downarrow	↓
    % \mu	μ	\Upsilon	Υ	\circ	°
    % \nu	ν	\Phi	Φ	\pm	±
    % \xi	ξ	\Psi	Ψ	\geq	≥
    % \pi	π	\Omega	Ω	\propto	∝
    % \rho	ρ	\forall	?	\partial	?
    % \sigma	σ	\exists	?	\bullet	?
    % \varsigma	?	\ni
    % \div	÷
    % \tau	τ	\cong	?	\neq	≠
    % \equiv	≡	\approx	≈	\aleph	?
    % \Im
    % \Re
    % \wp
    % \otimes	?	\oplus	?	\oslash
    % \cap	∩	\cup	∪	\supseteq	?
    % \supset	?	\subseteq	?	\subset	?
    % \int	∫	\in	∈	\o	ο
    % \rfloor
    % \lceil
    % \nabla
    % \lfloor
    % \cdot
    % \ldots
    % \perp
    % \neg
    % \prime
    % \wedge
    % \times
    % \0	?
    % \rceil
    % \surd
    % \mid	|
    % \vee
    % \varpi
    % \copyright	?
    % \langle
    % \rangle
    
    % % 在0,2pi区间,绘制曲线y1= 2exp(-0.5x)和y2=cos(2*pi*x),并给图形添加标注.
    
    x = 0:pi/100:2*pi;
    y1=2*exp(-0.5*x);
    y2 = cos(2*pi*x);
    figure
    plot(x,y1,x,y2)
    title('x from 0 to 2 {\pi}')
    xlabel('variable X')
    ylabel('variable Y')
    text(0.8,1.5,'曲线y1 = 2e^{-0.5x}')
    text(2.5,1.1,'曲线y2=cos(2{\pi}x')
    legend('y1','y2')
     MatlabPlot_10

    2)坐标控制

    % % axis([xmin xmax ymin ymax])
    
    % %---------------------------------------------
    % % 在0,4pi区间内,画出正弦波在y轴介于0和1的部分.
    x  =0:0.1:4*pi;
    y = sin(x);
    plot(x,y)
    axis([-inf inf 0 1])
    
    % %---------------------------------------------
    % % 绘制曲线y=sintsin(7t)及其包络线.
    t = (0:pi/100:pi)';
    y1 = sin(t)*[1,-1];
    y2 = sin(t).*sin(7*t);
    figure
    plot (t,[y1,y2]');
    grid on
    box on
    axis equal
       MatlabPlot_11 MatlabPlot_12

    5.图形窗口的分割

    % % subplot(m,n,p)          m行n列的第p个绘图区域.
    
    
    % %---------------------------------------------
    % %在一个窗口中同时绘制出4个图形.
    x = 0:0.1:4*pi;
    subplot(2,2,1);
    plot(x,sin(x))              %此为左上角图形.
    
    subplot(2,2,2);
    plot(x,cos(x))              %此为右上角图形.
    
    subplot(2,2,3);
    plot(x,sin(x).*exp(-x/5))              %此为左下角图形.
    
    subplot(2,2,4);
    plot(x,x.^2)              %此为右下角图形.
     MatlabPlot_13

    二.其他二维图形的绘制

    1.特殊坐标图形

    1)绘制对数坐标图形

    % % 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...)
    
    % %---------------------------------------------
    % %绘制y=10*x*x的对数座标图形和指教线性坐标图形.
    
    x = 0:0.1:10;
    y = 10*x.*x;
    
    figure
    
    subplot(2,2,1)
    plot(x,y)
    title('plot(x,y)')
    grid on
    
    subplot(2,2,2)
    semilogx(x,y);
    title('semilogx(x,y)')
    grid on
    
    subplot(2,2,3)
    semilogy(x,y);
    title('semilogy(x,y)')
    grid on
    
    subplot(2,2,4)
    loglog(x,y);
    title('loglog(x,y)')
    grid on
     MatlabPlot_14

    2)绘制极坐标图形

    % %polar(t,r,option)
    % % t角度
    % % r幅度向量
    % % option选项.
    
    % %---------------------------------------------
    % %绘制y=2sin(2t-pi/4)cos(2t-pi/4)的极坐标图形,并标注数据点.
    t = 0:0.01:2*pi;
    r = 2*sin(2*(t-pi/8)).*cos(2*(t-pi/8));
    figure
    polar(t,r)
     MatlabPlot_15

    2.特殊二维图形的绘制

    1)条形图的绘制 bar

    %  bar(y,option)              以x=1,2,3...为x坐标,y的对应元素为y坐标画垂直放置的二维条形图
    %  bar(x,y,option)            以x各个元素为x坐标,y的对应元素为y坐标画垂直放置的二维条形图
    %  bar(y,'stack')             以x=1,2,3...为x坐标,y的各[行]元素为累加值为y坐标.
    %  bar(y,'group')             以x=1,2,3...为x坐标,y的各[列]元素的累加值为y坐标.
    
    % %---------------------------------------------
    % %用给定的数据绘制二维条形图
    Y=[5 2 1;8 7 3; 9 8 6;5 5 5 ;4 3 2];
    bar(Y)
    figure
    bar(Y,'stack')
    figure
    bar(Y,'group')                %似乎group不对头....
    figure
    bar(Y','stack')
    MatlabPlot_19 MatlabPlot_16 MatlabPlot_17 MatlabPlot_18

    2)面积图的绘制area

    % %area(y)               以x=1,2,3...为x坐标,y的对应元素为y坐标画二维折线图,并填充与x轴的区域.
    % %area(x,y)             以x各个元素为x坐标,y的对应元素为y坐标画二维折线图,并填充与x轴的区域.
    y = [15,35,10,20,5];
    area(y)
    Y=[5 2 1;8 7 3; 9 8 6;5 5 5 ;4 3 2];
    figure
    area(Y)                  %以Y的每一列y为一组值画图.
     MatlabPlot_20   MatlabPlot_21

    3)饼图的绘制pie pie3

    % %pie(y) 绘制每一元素占全部向量元素的总和值的百分比.
    % %pie(y,explode) explode为与y同维的0,1向量,非0表示对应y元素从饼图中分离出来.
    % % pie3 绘制3维饼图.
    y = [ 15 25 35 45 25 ]
    figure
    subplot(3,1,1)
    pie(y)
    subplot(3,1,2)
    pie(y,[1 0 0 1 0 ])
    subplot(3,1,3)
    pie(y,[1 0 0 1 0 ],{'15','25','35','45','25'})
    y =
    
        15    25    35    45    25
     MatlabPlot_22

    4)火柴杆图的绘制stem

    % %stem(y)
    % %stem(x,y,option)
    % %stem(x,y,'filled')
    
    % %---------------------------------------------
    y = linspace(0,2,10)
    figure
    stem(exp(-y),'filled')
    axis([0 11 0 1])
    figure
    stem(exp(-y),'filled','r--^')  % 实际使用的是 stem(y,'filled',option)
        % 其中option为线型,线颜色,点型,点颜色.
    y =
    
             0    0.2222    0.4444    0.6667    0.8889    1.1111    1.3333    1.5556    1.7778    2.0000
      MatlabPlot_23 MatlabPlot_24

    5)矢量图的绘制

    % compass 绘制从源极点散发的矢量
    % feather 从一个水平直线等间距出发,图形显示矢量.
    % quiver 显示2D矢量场.
    
    % %---------------------------------------------
    z = [1+2j 2+2j 1-3j 3j -3]
    figure
    compass(z)
    figure
    feather(z)
    grid on
    
    % %---------------------------------------------
    % % 【预备知识】
    % %  FX = gradient(F)
    %   其中F是一个向量。该格式返回F的一维数值梯度。FX即?F/?x,即沿着x轴(水平轴)方向的导数。
    %   [FX,FY] = gradient(F)
    %   其中F是一个矩阵。该调用返回二维数值梯度的x、y部分。FX对应?F/?x, FY对应于?F/?y。
    %   [FX,FY,FZ,...] = gradient(F)
    %   这里,F是一个含有N个自变量的多元函数。
    %   [...] = gradient(F,h)
    %   这里的h指定了沿着梯度的方向取点的间隔。
    %   [...] = gradient(F,h1,h2,...)
    
    % %   contour(X,Y,Z), contour(X,Y,Z,n), and contour(X,Y,Z,v) draw contour plots
    %   of Z使用Z来画等高线
    %    using X and Y to determine the x- and y-axis limits. X和Y用来定X,Y的限制.
    %   When X and Y are matrices,
    %   they must be the same size as Z and must be monotonically increasing.
    % % 【预备知识】
    
    
    %  %  [X,Y,Z] = peaks(n);   %返回Z为高斯分布的离散值.X,Y为画三维曲线在xoy平面的投影区域
    
    % % 使用quiver命令画一个矢量场
    n= -2.0:0.1:2.0;
    [X,Y,Z] = peaks(n);             %返回Z为高斯分布的离散值.X,Y为画三维曲线在xoy平面的投影区域
    contour(X,Y,Z,8);               %1.绘制等高线,等高线分8条等高.
    hold on
    [Zx,Zy]= gradient(Z,0.2);       %平均0.2间隔采样曲面Z,然后求点处的梯度.
    quiver(X,Y,Zx,Zy);              %2.在点(x,y)处绘制向量(Zx,Zy)
    hold off
    z =
    
       1.0000 + 2.0000i   2.0000 + 2.0000i   1.0000 - 3.0000i        0 + 3.0000i  -3.0000          
     MatlabPlot_25
    MatlabPlot_26

    6)绘制等高线contour

    % contour(Z)    绘制矩阵Z的等值线图.
    % contour(Z,n)  绘制n个等值水平的Z矩阵的等值线图
    % c=contourc(Z,n) 计算等高线的坐标
    % clable(c)     给等高线加标注.
    
    % %-----------------------------------
    % % 在二维平面上绘制peaks函数的8条等高线.
    contour(peaks,8)            %绘制peaks函数的8条等高线
    c = contourc(peaks,8);      %计算等高线坐标
    clabel(c)                   %添加等高线标注.
    % n= -2.0:0.1:2.0;
    % Z = peaks(n);
    % contour(Z,8)
    % c = contourc(peaks,8);
    % clabel(c)
     MatlabPlot_27

    为了节约内存,这里运行完成程序后清空.

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