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数据结构课程设计 图遍历的演示

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关于MATLAB中三维数据曲线图问题的研究(二)


关于MATLAB中三维数据曲线图问题的研究（二）

摘要
MATLAB是一种高效的工程计算语言，它在数值计算、数据处理、自动控制、图
像处理、神经网络、小波分析、金融分析等方面有着广泛的应用。
目前，三维曲线图的应用广泛存在于各个领域，比如医学，地理学，数学研究，
并对这些领域做出了许多有益的卓有成效的工作。而本文主要是针对MATLAB中的
三维数据曲线图的绘制问题进行了研究，详细说明了MATLAB在这方面的使用方法
和技巧，文中通过多个实例深入浅出地介绍了三维图形的绘制过程、三维图形的数学
应用和数据分析以及三维曲线的控制与处理，也介绍了MATLAB中三维图形在各个
领域的实际应用，基本上比较全面地对MATLAB中三维曲线图的问题进行了研究和
探讨。

关键字：MATLAB ； 三维曲线 ；数据；研究 ；实际应用


关于MATLAB中三维数据曲线图问题的研究(二)
THE STUDY ON THE PROBLEM OF
THREE-DIMENSIONAL DATA’S CURVE IN MATLAB(two)

ABSTRACT
MATLAB is a kind of effective engineering calculation language it in numerical
calculation, data processing, automatic control, image processing, neural network, wavelet
analysis, financial analysis, and a wide range of applications.
At present, the application of three-dimensional graph exist widely in various areas,
such as medicine, geography, mathematics research in these fields, and make a lot of useful
fruitful work. This paper is mainly aimed at MATLAB in three-dimensional graph drawing
the data is discussed, the detail the MATLAB in this aspect use method and skill, in this
paper, through multiple instances in 3d graphics explaining the rendering process, 3d
graphics of mathematics application and data analysis and 3d curves of control and
processing, also introduces the MATLAB 3d graphics in various fields of applications,
basically quite comprehensively on MATLAB, the three-dimensional graph of problem is
studied and discussed.

Key words: MATLAB；3d curves；Data; Research；Practical
application

关于MATLAB中三维数据曲线图问题的研究(二)
8
目 录
1 问题概述............................................................................................................................1
2 三维数据曲线图................................................................................................................1
2.1三维数据曲线图的绘制..............................................................................................1
2.11三维曲线的基本绘图命令................................................................................1
2.12三维曲线的坐标轴标签和图形标题.................................................................5
2.2三维曲线图的数据分析与统计分析图......................................................................6
2.21三维曲线的数据分析........................................................................................6
2.22三维曲线统计分析图........................................................................................6
2.3三维曲线的数学应用..................................................................................................9
3 三维图形的控制................................................................................................................12
3.1三维图形的视点修饰.................................................................................................12
3.2三维图形旋转.............................................................................................................15
4三维图形的动画制作..........................................................................................................16
5一些特殊的三维图形的绘制..............................................................................................18
6三维图形在其他方面的应用..............................................................................................23
参考文献................................................................................................................................26
总结 ......................................................................................................................................27
关于MATLAB中三维数据曲线图问题的研究(二)

第 1 页 共 27 页
1 问题概述
现实生活，尤其是科学计算及工程应用领域中的很多问题都可以抽象为三维空间
的问题。三维图形具有很强的数据表现能力，本课程设计主要是针对在MATLAB中三维
数据曲线的绘制函数、数据的分析与应用已经它的动画制作和一些特殊的三维曲线图
等问题进行研究和简单的介绍。


2 三维数据曲线图

三维数据曲线图是将直角坐标系上的数据点连接起来的立体图形。本节主要是对
三维数据曲线图的绘制、数据分析和数学应用进行简要讨论。

2．1 三维数据曲线图的绘制
2.11 三维曲线的基本绘图命令

使用绘图函数plot3来绘制三维曲线图形。plot3函数的使用方法与plot函数非

常类似，它们之间的主要区别主要在于前者输出的是三维图形，含有z坐标轴的分量，
而后者输出的二维图形，只有x和y分量。
与plot函数一样，当输入参数的形式不同时，plot3函数的形式和输出结果也
不同。如果输入参数为向量（x,y,z）,则plot3(x,y,z)生成一条通过各个（x,y,z）
点的曲线，并且在屏幕上现实它的二维投影。例如，以下语句生成一条如图2-1所示
的螺线。
例2-1：t=0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
axis square;
grid on

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图的遍历算法

图的遍历算法

1图的遍历问题在实践中常常遇到这样的问题：给定n个点，从任一点出发对所有的点访问一次并且只访问一次。

如果用图中的顶点表示这些点，图中的边表示可能的连接，那么这个问题就可以表示成图的遍历问题，即从某个顶点出发，沿着某条搜索路径对图中每个顶点各做一次且仅做一次访问。

图的遍历操作和树的遍历操作功能相似，是图的一种基本操作，图的许多其它操作都是建立在遍历操作的基础上。

由于图结构本身的复杂性，所以图的遍历操作也比较复杂，主要表现在以下几个方面：(1) 在图结构中，没有一个确定的首结点，图中任意一个顶点都可以作为第一个被访问的结点。

(2) 在非连通图中，从一个顶点出发，只能够访问它所在的连通分量上的所有顶点，因此，还需要考虑如何选取下一个出发点以访问图中其余的连通分量。

(3) 在图结构中，如果有回路存在，那么一个顶点被访问后，有可能沿回路又回到该顶点。

⑷在图结构中，一个顶点可以和其它多个顶点相连，当这样的顶点访问过后，存在如何选取下一个要访问的顶点的问题。

基于以上分析，图的遍历方法目前有深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)两种算法。

下面将介绍两种算法的实现思路，分析算法效率并编程实现。

1.1深度优先搜索算法深度优先搜索算法是树的先根遍历的推广，它的实现思想是：从图G的某个顶点V o出发，访问V o,然后选择一个与V o相邻且没被访问过的顶点V i访问，再从V i出发选择一个与V i相邻且未被访问的顶点V j进行访问，依次继续。

如果当前被访问过的顶点的所有邻接顶点都已被访问，贝U退回已被访问的顶点序列中最后一个拥有未被访问的相邻顶点的顶点W，从W出发按同样的方法向前遍历，直到图中所有顶点都被访问。

其递归算法如下：Boolean visited[MAX_VERTEX_NUM]; // 访问标志数组Status (*VisitFunc)(int v); //VisitFunc是访问函数，对图的每个顶点调用该函数void DFSTraverse (Graph G Status(*Visit)(i nt v)){VisitF unc = Visit;for(v=0; vvG.vex num; ++v)visited[v] = FALSE; //访问标志数组初始化for(v=0; v<G .vex num; ++v)if(!visited[v])DFS(G v); //对尚未访问的顶点调用DFS}void DFS(Graph G int v){ //从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图Gvisited[v]=TRUE; VisitFunc(v); // 访问第v 个顶点for(w=FirstAdjVex(G ,v); w>=0;w=NextAdjVex(G ,v,w))//FirstAdjVex返回v的第一个邻接顶点，若顶点在G中没有邻接顶点，则返回空(0)。

第7章图的深度和广度优先搜索遍历算法

第7章图的深度和广度优先搜索遍历算法

7.3 图的遍历
和树的遍历类似，我们希望从图中某顶点出发对图中每个顶点访问一次，而且只访问 一次，这一过程称为图的遍历(traversing graph)。 本节介绍两种遍历图的规则：深度优先搜索和广度优先搜索。 这两种方法既适用于无向图，也适用于有向图。
7.3.1 深度优先搜索遍历 一．思路： 从图中某一点（如A）开始，先访问这一点，然后任选它的一个邻点（如V0） 访问，访问完该点后，再任选这个点V0的一个邻点 （ 如 W ）访问，如此向 纵深方向访问。直到某个点没有其他未访问的邻点为止，则返回到前一个点。 再任选它的另一个未访问过的邻点 （ 如X ）继续重复上述过程的访问，直到全 部点访问完为止。 图(a)的遍历的结果:V1V2V4V8V5V3V6V7 或V1V3V7V6V2V5V8V4
p
v0 w x v 1
V
0
v 2
V
0
typedef struct {VEXNODE adjlist［MAXLEN］; // 邻接链表表头向量 int vexnum, arcnum; // 顶点数和边数 int kind; // 图的类型 }ADJGRAPH;
W W
X
X
7.3.2 广度优先搜索遍历 一.思路：
V
0
A V
0
W W
XXΒιβλιοθήκη 二．深度优先搜索算法的文字描述： 算法中设一数组visited，表示顶点是否访问过的标志。数组长度为 图的顶点数，初值均置为0，表示顶点均未被访问，当Vi被访问过，即 将visitsd对应分量置为1。将该数组设为全局变量。 { 确定从G中某一顶点V0出发，访问V0； visited［V0］ = 1； 找出G中V0的第一个邻接顶点->w； while (w存在) do { if visited［w］ == 0 继续进行深度优先搜索； 找出G中V0的下一个邻接顶点->w；} }
教你如何用PPT创建数据结构与算法演示动画(2024)

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技术背景
PPT作为常用的演示工具，具有 创建动态、交互式演示的强大功 能，适用于教学和演示复杂概念 。
4
数据结构与算法的重要性
2024/1/27
基础支撑
01
数据结构与算法是计算机科学的核心基础，对于理解计算机程
序的本质和优化性能至关重要。人工智能等领域，数据结
复制已设置动画的形状，粘贴多次并修改内 容，形成线性表。
2024/1/27
复制粘贴
选中形状，添加自定义动画效果，如“进入 ”动画中的“飞入”效果，设置合适的方向 和速度。
调整动画顺序
在动画窗格中调整各元素的动画顺序，实现 线性表的动态演示。
11
栈和队列动画演示
插入形状
使用形状工具插入代表栈或队列元素的 形状。
2024/1/27
使用“开发工具”选项卡中的“控件”功能
在PPT中插入一个文本框，然后通过“开发工具”中的“控件”功能将代码文件与文本框 关联起来，实现在PPT中展示和编辑代码。
插入对象
在PPT中插入一个对象，比如Word或Excel文件，然后将代码复制粘贴到该对象中，通过 调整对象的大小和位置来展示代码。
构与算法都发挥着重要作用。
培养逻辑思维
03
学习和掌握数据结构与算法有助于培养学生的逻辑思维和问题
解决能力。
5
02
PPT动画基础
2024/1/27
6
动画效果介绍
强调动画
对已有元素进行视觉上的强调， 如放大、变色等。
路径动画
元素沿着自定义的路径移动，可 以创建复杂的动画效果。
01
02
进入动画
元素从无到有地出现在幻灯片中 ，如淡入、飞入等。
21
(2024年)《数据结构》全套课件

(2024年)《数据结构》全套课件


30
树形数据结构的查找算法
二叉排序树的查找
从根节点开始，若查找值小于当前节点 值，则在左子树中查找；若大于当前节 点值，则在右子树中查找。
VS
平衡二叉树的查找
在保持二叉排序树特性的基础上，通过旋 转操作使树保持平衡，提高查找效率。
2024/3/26
31
散列表的查找算法
散列函数的设计
将关键字映射为散列表中位置的函数。
过指针来表示。
链式存储的特点
逻辑上相邻的元素在物理位置上 不一定相邻；每个元素都包含数
据域和指针域。
链式存储的优缺点
优点是插入和删除操作不需要移 动元素，只需修改指针；缺点是
存储密度小、空间利用率低。
2024/3/26
11
线性表的基本操作与实现
插入元素
在线性表的指定位 置插入一个元素。
查找元素
在线性表中查找指 定元素并返回其位 置。
自然语言处理的应用
在自然语言处理中，需要处理大量的文本数据，数据结构中的字符 串、链表、树等可以很好地支持文本的处理和分析。
41
数据结构在计算机网络中的应用
2024/3/26
路由算法的实现
计算机网络中的路由算法需要大量的数据结构支持，如最短路径 树、距离向量等。
网络流量的控制
在计算机网络中，需要对网络流量进行控制和管理，数据结构中的 队列、缓冲区等可以很好地支持流量的控制。
37
06
数据结构的应用与拓展
2024/3/26
38
数据结构在算法设计中的应用
01
作为算法设计的基 础
数据结构为算法提供了基本操作 和存储方式，是算法实现的重要 基础。
02
提高算法效率