第3章MATLAB的图形功能MATLAB可以给计算数据以二维、三维的图形表现。
通过对图形线型、色彩、光线、视角等的指定和处理，可把计算数据的特征更好地表现出来。
在MATLAB中有两个层次的绘图命令：高层与底层绘图命令。
高层命令简单实用，底层命令有更强、更灵活的控制和表现图形的能力。
本章将先后介绍上述两类绘图命令。
但重点介绍高层绘图命令。
3.1二维图形3.1.1 基本二维绘图命令 –plot1、调用格式格式1：plot(x,y)功能：(1)若x，y为同规模的向量，则绘制以x为横坐标、y为纵坐标的一条曲线。
例如：x=0:0.02:6;y=1./((x-0.3).^2+0.01)+1./((x-0.9).^2+0.04)-6; plot(x,y) 运行结果如下图所示：(2)若x为向量、y是二维数组，则绘制以x为横坐标、y的每一列为纵坐标的多条曲线。
例如：x=0:0.02:6;y=[sin(x);cos(x)]';plot(x,y)运行结果如下图所示：模)，则绘制以它们的对应列为横、纵坐标的多条曲线。
例如：x=[0:0.02:6;0:0.02:6];y=[sqrt(x(1,:));exp(-x(2,:))];plot(x.',y.') 运行结果如下图所示：将被忽略。
例如：x = 0:0.2:10*pi;y = sqrt(sin(x));plot(x,y) 运行结果如下图所示：格式2：plot(y)功能：(1)若y为向量，其元素为实数，则绘制以其下标为横坐标、以y为纵坐标的图形，即相当于plot(1:length(y),y)。
例如：x=0:0.02:6;y=1./((x–0.3).^2+0.01)+1./((x–0.9).^2+0.04)-6; plot(y)运行结果如下图所示：(1)若y为复数向量，则绘制以其实部为横坐标，以其虚部系数为纵坐标的图形，即相当于plot(real(y),imag(y))。
例如：x = 0:0.2:2*pi;y = sqrt(sin(x))plot(y)运行结果如下图所示：y =Columns 1 through 50 0.4457 0.6240 0.7514 0.8470Columns 6 through 100.9173 0.9654 0.9927 0.9998 0.9868Columns 11 through 150.9536 0.8992 0.8219 0.7180 0.5788Columns 16 through 200.3757 0 + 0.2416i 0 + 0.5055i 0 +0.6652i 0 + 0.7822iColumns 21 through 250 + 0.8699i 0 + 0.9336i 0 + 0.9755i 0 +0.9968i 0 + 0.9981iColumns 26 through 300 + 0.9792i 0 + 0.9399i 0 + 0.8791i 0 + 0.7945i 0 + 0.6816iColumns 31 through 32(3)若是按y绘制曲线，曲线条线等于y 的列数。
例如：x = 0:0.2:10*pi;y = [sin(x);cos(x)]';plot(y)运行结果如下图所示：格式3：plot (x1,y1,x2,y2,…)功能：分别以(x1，y1)为二元组，(x2，y2)为二元组，…，按照plot(x,y)命令规则，绘出各组图形。
如：x = 0:0.02:2*pi;y = sin(x); z = cos(x);plot(x,y,x,z) 运行结果如下图所示：格式4：(指定曲线线型、颜色和标记的) plot (x,s)plot (x,y,s)plot (x1,y1,s1,x2,y2,s2…)其中s为一字符串，用于指定绘图时的曲线线型、曲线颜色和线的标记。
曲线线型：－ （实线, 缺省设置）: （虚线）－. （点划线）－－ （双划线）例如：x = 0:0.02:2*pi;y = sin(x); z = cos(x);plot(x,y,':',x,z,'-.')运行结果如下图所示曲线颜色y yellow（黄色）m magenta（品红）c cyan（青）天兰r red（红）g green（绿）b blue（兰）w white（白）k black（黑）例如：x = 0:0.02:2*pi;y = sin(x); z = cos(x);plot(x,y,'c',x,z,'r')运行结果如下图所示：曲线标记·point（点）X x-mark（叉号）O circle（园＿字母O）+ plus（加号）* star（星号）square （方块）sd diamond （点）（下三角）v triangle(down)^ triangle(up) （上三角）（左三角）< triangle(left)（右三角）> triangle(right)p pentagram （空心五角星）h hexagram （空心六角星）x = 0:0.2:2*pi;y1 = sin(x); y2 = cos(x); y3 = sqrt(x); hold onplot(x,y1,'.')plot(x,y2,'s')plot(x,y3,'^')运行结果如下图所示：实际上，可以同时指定曲线的颜色、标记和线型。
例如：x = 0:0.2:2*pi;y1 = sin(x);y2 = cos(x);y3 = sqrt(x);hold onplot(x,y1,'bp-')plot(x,y2,'rh--')plot(x,y3,'g^')运行结果如下图所示：3.1.2 坐标网格、标注和图例说明1、坐标网格grid on在当前图中加网格线grid off 去掉当前图中的网络线2、标注title（字符串）功能： 当前坐标系顶部加标题xlabel （字符串）功能： 当前坐标系x轴旁加标题(下方)ylabel （字符串）功能： 当前坐标系y轴旁加标题(左侧)text （x,y,字符串）功能： 当前坐标系指定位置处加文本gtext （字符串）功能： 在鼠标单击处加文本3、图例说明legend（字符串1，字符串2，…）功能：在当前图形内建立一图例说明框，框内显示各字符串。
并且图形的曲线与字符串依次对应，可用鼠标拖动图例框改变其位置。
legend off功能： 删掉图例说明框例如:x=linspace(0,2*pi);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,'b:',x,z,'m+')xlabel('变量X')ylabel('函数Y、Z')title('正弦与余弦曲线')grid ontext(3.3,0.1,'sin(x)')%gtext('cos x') 本命令要用鼠标,在Notebook中不能用legend('sin(x)','cos(x)')运行结果如下图所示：3.1.3 坐标轴的形式和刻度在缺省状态下，坐标轴自动显示、自动刻度、且为笛卡儿直角坐标系。
MATLAB中有以下对坐标轴操作的命令：axis([Xmin,Xmax,Ymin,Ymax])功能: 设定坐标范围v = axis功能: 获取当前坐标范围，存入v 中(v 为行向量 [Xmin,Xmax,Ymin,Ymax])axis('auto')功能: 恢复缺省坐标设置axis('xy')功能: 使用笛卡儿坐标轴（即缺省） axis('ij') 功能: 使用矩阵坐标轴（ ） axis(‘square’)功能: 显示矩形坐标框axis(‘equal’)功能: 使各坐标轴刻度增量相同 axis(‘normal’)功能: 使以上两个命令失效axis(‘off’)功能: 隐去坐标轴axis(‘on’)功能: 显示坐标轴[s 1,s 2,s 3] = axis(‘state’) 返回当前坐标轴的属性：s 1：‘anto’ — 自动刻度‘manual’ — 人工刻度s 2：‘on’ — 显示坐标轴j i‘off’ — 隐去坐标轴s3：‘xy’ — 笛卡儿坐标轴‘ij’ — 矩阵坐标轴例如:x=linspace(0,2*pi);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,'b:',x,z,'k--')axis('off')grid offxlabel('变量X')ylabel('函数Y、Z')title('正弦与余弦曲线')text(2.5,0.7,'sin(x)')text(4.8,0.7,'cos(x)') legend('sin(x)','cos(x)')运行结果如下图所示：3.1.4图形窗口操作1、创建图形窗口figure功能：创建一个新的图形窗口。
在第一个绘图命令运行后，将自动创建名为＂Figure No.1＂的图形窗口，后续的绘图命令均是在该窗口中作用的。
figure命令，将顺序地创建＂Figure No.2＂、＂Figure No.3＂、…等图形窗口，但是，如若＂FigureNo.1＂不存在，则创建该窗口。
2、创建或选择第n个图形窗口figure(n)功能：选择第n个图形窗口为当前窗口，若该窗口不存在，则创建它。
3、子坐标系统在同一图形窗口中，可以创建n个子坐标系统，并指定其中之一为当前坐标系统。
subplot(m,n,p)将当前窗口划分为m×n个子坐标系统，并选择其中第p个坐系统为当前坐标系统。
各子坐标系统按行排序，编号分别为1，2，…，m×n。
特别地subplot(1,1,1)将删除所有子坐标系统而生成一个占满窗口的坐标系统。
例如:x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);a=2*sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps);subplot(2,2,1)plot(x,y)axis([0,2*pi,-1,1])title('sin(x)')subplot(2,2,2)plot(x,z)axis([0,2*pi,-1,1]) title('cos(x)')subplot(2,2,3)plot(x,a)axis([0,2*pi,-1,1]) title('2sin(x)cos(x)') subplot(2,2,4)plot(x,b)axis([0,2*pi,-20,20]) title('sin(x)/cos(x)')运行结果如下图所示：4、图形重叠绘制hold on功能:保留当前图形及其坐标轴，允许后续图形附加到原图上。
