【Matlab】二维绘图总结

参考资料：
《Matlab编程及其应用第三讲》——陆伟
《Matlab 帮助文档》

文章目录

1. 基本绘图函数
2. plot 函数的使用格式
3. plot 函数对两个主要参数的形式的要求
4. 更改线条性质
- （1）线型( L i n e S t y l e Line Style LineStyle)、点型( M a r k e r Marker Marker)和颜色( C o l o r Color Color)
- （2）线宽( L i n e W i d t h LineWidth LineWidth)
4. 加入说明文字
5. 更改坐标轴性质
6. 其他的一些函数
- （1）hold 函数
- （2）grid 函数
- （3）plotyy 函数
- （4）subplot 函数
- （5）对复数进行绘图
7. 写在最后

1. 基本绘图函数

Matlab 中的基本绘图函数就是plot函数。这个函数的功能就是对 x x x 坐标及对应的 y y y 坐标绘图。

2. plot 函数的使用格式

plot函数的使用格式如下：

   plot(x, y, ...);

注：省略号部分可以补充图形的性质，随后讲解。

3. plot 函数对两个主要参数的形式的要求

该函数对 x x x和 y y y的形式有一定的要求，不符合要求会报错，符合要求的形式见下表。

x x x可能的形式	y y y可能的形式	绘图的效果
1 × n 1\times n 1×n 的矩阵	1 × n 1\times n 1×n 的矩阵	对 y y y绘图
1 × n 1\times n 1×n 的矩阵	m × n m\times n m×n的矩阵	用 x x x与 y y y的每个行向量绘图
m × n m\times n m×n的矩阵	m × n m\times n m×n的矩阵	用 x x x的每一个行向量与 y y y对应行向量绘图

特殊使用形式：只给出 y y y，不给出 x x x :

 plot(y, ...);

这时，则会把 y y y的索引组成的矩阵当作 x x x进行绘图。

4. 更改线条性质

（1）线型( L i n e S t y l e Line Style LineStyle)、点型( M a r k e r Marker Marker)和颜色( C o l o r Color Color)

先上例子：

 clear; clc;close all;t = 0 : pi/10 : 2*pi;x = t - 3;y = sin(t);z = cos(t);plot(t, x, '-r'); hold on;plot(t, y, '--g');plot(t, z, '*b');%上面两行也可以写作一行: plot(t, x, '-r', t, y, '--g', t, z, '*b');

绘图结果：

线型

plot 函数的 Line Style	说明
-	实线（默认值）
- -	虚线
:	点线
-.	点虚线

点型

plot 函数的 Marker	说明
O	圆形
+	加号
X	叉号
*	星号
.	点号
^	朝上三角形
V	朝下三角形

颜色

plot 函数的 Color	颜色效果	RGB值
b	蓝色(Blue)	(0,0,1)
c	青蓝色(Cyan)	(0,1,1)
g	绿色(Green)	(0,1,0)
k	黑色(Black)	(0,0,0)
m	紫黑色(Magenta)	(1,0,1)
r	紅色(Red)	(1,0,0)
w	白色(White)	(1,1,1)
y	黃色(Yellow)	(1,1,0)

修改线型、点型或颜色时，直接在 x , y x, y x,y后面添加（用逗号隔开）相应的标记（用单引号引起来）就可以了，下面给出一些例子：

 %线型plot(x, y, '--k');plot(x, y, 'b:');plot(x, y, '-.c');%点型plot(x, y, 'Xm');plot(x, y, 'y*');plot(x, y, '+g');%同时设置线型和点型plot(x, y, '*-r');plot(x, y, '^--g');

注：颜色的标记和线（点）型的标记的位置可调换，谁在前面都是可以的。也可以同时设置线型和点型。

（2）线宽( L i n e W i d t h LineWidth LineWidth)

直接上例子：

 %线宽默认是 0.5plot(x, y, '--r', 'LineWidth', 2);plot(x, y, '-.g', 'LineWidth', 0.3);

性质方面常用的就这些，如果想实现某些特殊需求，可以查阅Matlab帮助文档。

4. 加入说明文字

为增强图形的可读性，常常需要对图形或坐标轴加入说明性的文字。

指令	说明
`title`	图形的标题
`xlabel`	x x x 轴的说明
`ylabel`	y y y 轴的说明
`legend`	标注图例
`text`	图形中加入文字
`gtext`	使用鼠标定位文字位置

注：一般 l e g e n d legend legend 写在最后，前面画几个图， l e g e n d legend legend 中就添加几项图例。
例子：

 clear; clc;close all;t = 0 : pi/10 : 2*pi;x = t - 3;y = sin(t);z = cos(t);plot(t, x, '-r', t, y, '--g', t, z, '*b');xlabel('t = 0 to 2\pi'); ylabel('values of t - 3, sin(t) and cos(t)');title('Function Plots of t - 3, sin(t) and cos(t)');%在（3，3）处加上字体颜色为蓝色的文本text(3, 3, '加的文本在这里', 'Color', 'b');%这里为了不遮挡图形，将图例的位置放在'northwest'处，也就是左上角，默认的是右上角legend({'t - 3', 'sin(t)','cos(t)'}, 'location', 'northwest');shg; %显示图像

绘图结果：

注：文本中可以使用 Latex 的语法。

5. 更改坐标轴性质

最常用的是axis指令，常用的功能列举如下：

 clear; clc;close all;t = 0 : pi/10 : 2*pi;y = sin(t);plot(t, y);x1 = 0;x2 = 6;y1 = -3;y2 = 3;axis([x1 x2 y1 y2]); %设置x轴范围为 x1 到 x2, y轴范围为 y1 到 y2;shg;pause(2);%其他一些比较常用的功能如下：axis xy; %xy-Default方向。对于2d视图中的轴，y轴是垂直的，值从下到上递增shg;pause(2);axis ij; %ij-Reverse方向。对于2d视图中的坐标轴，y轴是垂直的，值从上到下递增shg;pause(2);axis auto; %自动生成坐标轴范围shg;pause(2);axis padded; %在图和绘图框之间填充边距shg;pause(2);axis tight; %将坐标轴限制设置为与数据的范围相等，以便绘图延伸到坐标轴的边缘shg;pause(2);axis equal; %将各坐标轴的单位长度设置为相等shg;pause(2);axis off; %隐藏坐标轴shg;pause(2);%注：上述的命令可以叠加，如下面的例子：axis equal tight;

6. 其他的一些函数

（1）hold 函数

这个函数在前面的例子中已经使用到了，它的功能是在已经画了曲线的图上再继续添加曲线。

 clear; clc;close all;t = 0 : pi/10 : 2*pi;x = t - 3;y = sin(t);plot(t, x);shg;%这里如果不添加这个语句，那么上面这个图形会消失，即被下面这个图形覆盖hold on;plot(t, y);shg;%如果想重新画图，不想再在原来的图上添加图形，使用hold off;hold off;z = cos(t);plot(t, z);shg;

（2）grid 函数

有时希望在图形上加上网格，以便更好地观察波形的变化，这时便可以使用grid on指令，如果想要关闭网格，再使用grid off指令即可。
例子：

 clear; clc;close all;t = 0 : pi/10 : 2*pi;y = cos(t);plot(t, y);grid on; %显示网格线shg;grid minor; %使用这个指令可以显示主要和次要网格线shg;grid off; %关闭网格线shg;

（3）plotyy 函数

在同一窗口画幅度相差很大的两条曲线，采用不同的y轴刻度。
如：

 x = 0:0.01:20;y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x); %点乘是两个矩阵中的每一个元素相乘y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);plotyy(x, y1, x, y2, 'plot');

产生的效果如下图：

（4）subplot 函数

使用指令subplot(m, n, p) 可以将窗口分成 m × n m\times n m×n 个子窗口，下一个 plot 指令绘图于第 p p p 个子窗口。 p p p 的计数方法为由左至右，从上到下进行计数，从1开始。
举例如下：

 x = 0:pi/30:2*pi;subplot(2, 2, 1); %左上角plot(x, sin(x));title('sin(x)');subplot(2, 2, 2); %右上角plot(x, cos(x));title('cos(x)');subplot(2, 2, 3); %左下角plot(x, exp(-x).*sin(3*x));title('e^{-x} \cdot sin(3*x)'); %这里使用了Latex语法：\cdot（点乘）subplot(2, 2, 4); %右下角plot(x, x.^2);title('x^2');

产生的效果图如下：

注：使用subplot()时还可以组合子窗口，比如命令subplot(2, 2, [1, 3])就是将1号窗口和3号窗口组合起来，下一个plot指令就是在这个组合后的窗口进行绘图，这里就不再举例子了。

（5）对复数进行绘图

z是一个复数向量，那么命令plot(z)便等价于plot(real(z), imag(z))，即将z的实部和虚部当成x坐标和y坐标来画图。
举例如下：

 theta = pi/2 : 2*pi/5 :(2*pi+pi/2);z = exp(j*theta);colordef black;//将背景色设置为黑色plot(z);%使横纵坐标单位长度相等，同时设置横纵坐标的范围刚好等于数据的范围axis equal tight;axis off;%隐藏坐标轴

最后的效果如下：

7. 写在最后

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