西班牙语网站设计公司哪家好,南宁百姓网,做网站做得好的公司有哪些,网上如何卖货7.2.5 双坐标图和子图 本小节介绍双坐标图形的绘制方法。另外前面已经有例子涉及了子图的绘制#xff0c;读者应该有所了解#xff0c;本小节将详细介绍子图的绘制方法。 1#xff0e;双坐标图 在实际应用中#xff0c;常常会提出这样一种需求#xff1a;把同一自变量的两… 7.2.5 双坐标图和子图 本小节介绍双坐标图形的绘制方法。另外前面已经有例子涉及了子图的绘制读者应该有所了解本小节将详细介绍子图的绘制方法。 1双坐标图 在实际应用中常常会提出这样一种需求把同一自变量的两个不同量纲、不同数量级的函数量的变化绘制在同一张图上。例如希望在同一张图上表现温度、湿度随时间的变化温度、压力的响应曲线人口数量、GDP的变化曲线放大器输入、输出电流变化曲线等。为满足这种需求MATLAB提供了以下几个命令。 (1)plotyy(X1,Y1,X2,Y2)以左右不同纵轴绘制X1-Y1、X2-Y2两条曲线。 (2)plotyy(X1,Y1,X2,Y2,function)以左右不同纵轴把X1-Y1、X2-Y2绘制成function指定形式的两条曲线。 (3)plotyy(X1,Y1,X2,Y2,function1,function2) 以左右不同纵轴把X1-Y1、X2-Y2绘制成function1、function2指定的不同形式的两条曲线。 (4)[AX,H1,H2] plotyy(...)函数plotyy将创建的坐标轴句柄保存到返回参数AX中将绘制的图形对象句柄保存在返回参数H1和H2中。其中AX(1)中保存的是左侧轴的句柄值AX(2)中保存的是右侧轴的句柄值。 【例7-12】 双坐标轴绘图示例。 Ex_7_12.m clear x 0:0.01:20; % x坐标 y1 200*exp(-0.05*x).*sin(x); % Y1 y2 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x); % Y2 [AX,H1,H2] plotyy(x,y1,x,y2,plot); % 绘制双坐标轴图形 set(get(AX(1),Ylabel),String,Slow Decay) % 纵轴标签1 set(get(AX(2),Ylabel),String,Fast Decay) % 纵轴标签2 xlabel(Time (\musec)) % x标签 title(Multiple Decay Rates) % 图形标题 set(H1,LineStyle,--) % 线形1 set(H2,LineStyle,:) % 线形2 以上代码运行的结果如图7-15所示。 2子图 MATLAB允许用户在同一个图形窗口内布置几幅独立的子图具体的调用语法如下。 (1)subplot(m,n,P)使(m x n)幅子图中的第k幅成为当前幅。子图的编号顺序是左上方为第1幅向右向下依次排序。 (2)subplot(Position,[left bottom width height])在指定位置上绘制子图并成为当前图。 【例7-13】 subplot函数调用示例1。 Ex_7_13.m clf;clear t(pi*(0:1000)/1000); y1sin(t);y2sin(10*t);y12sin(t).*sin(10*t); subplot(2,2,1),plot(t,y1);axis([0,pi,-1,1]) subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis([0,pi,-1,1]) subplot(position,[0.2,0.05,0.6,0.45]) plot(t,y12,b-,t,[y1,-y1],r:);axis([0,pi,-1,1]) 以上代码运行的结果如图7-16所示。 图7-15 双坐标轴绘图示例 图7-16 子图的绘制(1) 【例7-14】 subplot函数调用示例2。 Ex_7_14.m figure for i1:12 subplot(12,1,i) % 子图位置 plot (sin(1:100)*10^(i-1)) % 绘制图形 set(gca,xtick,[],ytick,[]) % 设置坐标轴 end set(gca,xtickMode, auto) % 重新设置最底层子图的x轴 以上代码运行的结果如图7-17所示。 图7-17 字图的绘制(2) 7.2.6 双轴对数图形 在实际中我们经常需要绘制坐标轴为对数的图形。所谓双轴对数图形就是指两个坐标轴都是对数坐标这需要用到loglog函数其具体调用语法如下。 (1)loglog(Y)如果参数Y为实数向量或矩阵则根据Y列向量与它们的指数绘制图形。如果Y为复数向量或矩阵loglog(Y)则等价于loglog(real(Y),imag(Y))在loglog的其他调用形式中将忽略Y的虚数部分。 (2)loglog(X1,Y1,...,Xn,Yn)根据参数Xn与Yn匹配的数据绘制双轴对数图形。如果只有Xn或Yn为矩阵则函数将绘制向量对矩阵行或列的图形行向量的维数等于矩阵的列数列向量的维数等于矩阵的行数。 (3)loglog(X1,Y1,LineSpec,...)将按顺序分别绘出按3个参数Xi、Yi和LineSpec绘制的对数图形。其中参数LineSpec指明了线条的类型、标记符号和绘制线用的颜色。 (4)loglog(...,PropertyName,PropertyValue,...)对所有由loglog函数创建的图形对象句柄的属性进行设置。 (5)h loglog(...)返回值为图形对象句柄向量一个句柄对应一条直线。 【例7-15】 loglog绘图示例。在区间到之间绘制函数双轴对数图形。 Ex_7_15.m x logspace(-1,2); % 生成50个等对数间距的坐标 loglog(x,exp(x),-s) grid on 运行的结果如图7-18所示。 图7-18 双轴对数图形 7.2.7 特殊二维图形 1条形图 在MATLAB中使用函数bar和barh来绘制二维条形图分别绘制纵向和横向图形。这两个函数的用法相同。默认情况下用bar函数绘制的条形图将矩阵中的每个元素均表示为“条形”横坐标为矩阵的行数“条形”的高度表示元素值。其调用语法如下。 (1)bar(Y)对Y绘制条形图。如果Y为矩阵Y的每一行数据所对应的条形图聚集在一起座落在相对应的横坐标上。横坐标表示矩阵的行数纵坐标表示矩阵元素值的大小。 (2)bar(...,width)指定每个条形的相对宽度。条形的默认宽度为0.8。 (3)bar(...,style)指定条形的样式。style的取值为grouped或者stacked默认为grouped。其中grouped表示绘制的图形共有m组其中m为矩阵Y的行数每一组有n个条形n为矩阵Y的列数Y的每个元素对应一个条形。stacked表示绘制的图形有m个条形每个条形为第m行的n个元素的和每个条形由多个(n个)色彩构成每个色彩对应相应的元素。 (4)bar(...,bar_color)指定绘图的色彩bar_color的取值与plot绘图的色彩相同。 (5)bar(axes_handles,...)barh(axes_handles,...)在指定的坐标轴上绘制。 【例7-16】 使用bar函数与barh函数绘图示例。 Ex_7_16.m Y round(rand(5,3)*10);%随机产生一个5×3矩阵每个元素为1-10之间的整数 subplot(2,2,1) %设定绘图区域在图形对象的左上角绘制 bar(Y,group) %绘制纵向条形图 title Group %添加标题Group subplot(2,2,2) %在图形对象的右上角绘制 bar(Y,stack) title Stack subplot(2,2,3) %在图形对象的左下角绘制 barh(Y,stack) %绘制横向条形图 title Stack subplot(2,2,4) %在图形对象的右下角绘制 bar(Y,7.5) title Width 7.5 运行的结果如图7-19所示。 图7-19 条形图示例 2区域图 区域图在显示向量或是矩阵中的元素在x轴的特定点占所有元素的比例时十分直观。默认情况下函数area将矩阵中各行的元素集中将这些值绘成曲线并填充曲线和x轴之间的空间。其调用语法如下。 (1)area(Y)绘制向量Y或矩阵Y各列的和。 (2)area(X,Y)若X和Y是向量则以X中的元素为横坐标、Y中元素为纵坐标绘制图像并且填充线条和x轴之间的空间如果Y是矩阵则绘制Y每一列的和。 (3)area(...,basevalue)设置填充的底值默认为0。 (4)area(...,PropertyName,PropertyValue,...)对所有由area函数创建的图形对象句柄的属性进行设置。 (5)area(axes_handle,...)在指定的坐标轴上绘制。 (6)h area(...)返回area图形对象的句柄值。 【例7-17】 area函数调用示例。 本例将Y中的数据绘制成为了区域图。每一列数据在绘制的时候都是在前一列的基础上累加的即最下面一条折线绘制的是第1列的数据而第2列与第1列的和是中间折线的数据源依次类推。如此就可以看出数据中每一列所占的比例。 Ex_7_17.m Y [1, 5, 3; 3, 2, 7; 1, 5, 3; 2, 6, 1]; area(Y) grid on colormap summer % 设置颜色 set(gca,Layer,top) title Stacked Area Plot % 图名 运行的结果如图7-20所示。 图7-20 区域图示例 3饼形图 在统计学中经常要使用饼形图来表示各个统计量占总量的份额饼形图可以显示向量或矩阵中的元素占总体的百分比。在MATLAB中可以使用pie函数来绘制二维饼形图其调用语法如下。 (1)pie(X)绘制X的饼形图X的每个元素占有一个扇形其顺序为从饼形图上方正中开始逆时针为序分别为X的每个元素如果X为矩阵则按照各列的顺序排列。在绘制时如果X的元素之和大于1则按照每个元素所占的百分比绘制如果元素之和小于1则按照每个元素的值绘制绘制出一个不完整的饼形图。 (2)pie(X,explode)参数explode设置相应的扇形偏离整体图形用于突出显示。explode必须与X具有相同的维数。explode和X的分量对应若其中有分量不为零则X中的对应分量将被分离出饼形图。 (3)pie(...,labels)标注图形labels为字符串元胞数组元素的个数必须与X的个数相同。 (4)pie(axes_handle,...)在指定的坐标轴上绘制。 (5)h pie(...)返回pie图形对象的句柄值。 【例7-18】 绘制二维饼形图示例。使用函数pie绘制二维饼形图并突出向量中的某个元素。 Ex_7_18.m x [1 3 0.5 2.5 2]; explode [0 1 0 0 0]; % 突出显示第2个元素 pie(x,explode) colormap jet 运行的结果如图7-21所示。 图7-21 饼形图示例 4直方图 直方图用于直观地显示数据的分布情况。在MATLAB中有两个函数可用于绘制直方图hist和rose分别用于在直角坐标系和极坐标系中绘制直方图。hist函数的应用更广泛一些这里只介绍hist函数的用法。关于rose函数有兴趣的读者可以参阅MATLAB的帮助文档。hist函数的调用语法如下。 (1)n hist(Y)绘制Y的直方图。 (2)n hist(Y,x)指定直方图的每个分格其中x为向量绘制直方图时以x的每个元素为中心创建分格。 (3)n hist(Y,nbins)指定分格的数目。 【例7-19】 hist函数绘制直方图示例。 Ex_7_19.m x -4:0.1:4; y randn(10000,1); hist(y,x) h findobj(gca,Type,patch); set(h,FaceColor,r,EdgeColor,w) % 设置边界和填充颜色 以上代码运行的结果如图7-22所示。 5离散型数据图 在MATLAB中可以使用函数stem和stairs绘制离散数据分别生成二维离散图形和二维阶跃图形。stem函数调用语法如下。 (1)stem(Y)绘制Y的数据序列图形起始于X轴并在每个数据点处绘制一个小圆圈。 (2)stem(X,Y)按照指定的X绘制数据序列Y。 (3)stem(...,fill)指定是否给数据点处的小圆圈着色。 (4)stem(...,LineSpec)设置绘制的线型、标示符号和颜色。 【例7-20】 使用stem函数绘制离散图形。在区间绘制二维离散图形设置其线型为虚线并对数据点处着色。 Ex_7_20.m t linspace(-2*pi,2*pi,10); % 创建10个位于-2*pi到2*pi之间的等间隔的数 h stem(t,cos(t),fill,--); % 以--绘制离散数据图 set(get(h,BaseLine),LineStyle,:) set(h,MarkerFaceColor,red) 以上代码运行的结果如图7-23所示。 图7-22 直方图示例 图7-23 离散性数据图示例 stairs函数用来绘制二维阶跃图形其调用语法如下。 (1)stairs(Y)按照向量Y的元素绘制阶跃图形。 (2)stairs(X,Y)按照指定X对应的向量Y中的元素绘制出阶跃图形其中X必须为单调递增。 stairs还有其他与stem调用语法相同的语法这里不再赘述。 【例7-21】 使用stairs函数绘制正弦波的阶跃图形。在区间()绘制正弦波的阶跃图形。 Ex_7_21.m x linspace(-2*pi,2*pi,40); % 创建40个位于-2*pi到2*pi之间的等间隔的数 stairs(x,sin(x)) % 绘制正弦曲线的二维阶跃图形 以上代码运行的结果如图7-24所示。 图7-24 二维阶跃图形示例 6方向矢量图和速度矢量图 在MATLAB中可以绘制方向矢量图和速度矢量图用于绘制这两种矢量图的函数如表7-9所示。 表7-9MATLAB中用于绘制方向矢量图和速度矢量函数 函 数 功 能compass罗盘图绘制极坐标图形中的向量feather羽状图绘制向量向量起点位于与x轴平行的直线上长度相等quive二维矢量图绘制二维空间中指定点的方向矢量 在上述函数中矢量由一个或两个参数指定指定矢量相对于圆点的x分量和y分量。如果输入一个参数则将参数视为复数复数的实部为x分量虚部为y分量如果输入两个参数则分别为向量的x分量和y分量。 compass函数用来绘制罗盘图其调用语法如下。 (1)compass(U,V)绘制罗盘图数据的x分量和y分量分别由U和V指定。 (2)compass(Z)绘制罗盘图数据由Z指定。 (3)compass(...,LineSpec)设置绘制的线型、标示符号和颜色。 (4)compass(axes_handle,...)在指定的坐标轴上绘制。 (5)h compass(...)绘制罗盘图并返回图形句柄。 【例7-22】 绘制矩阵的本征值的罗盘图示例。 Ex_7_22.m Z eig(randn(20,20)); % 求20×20随机矩阵的本征值 compass(Z) 以上代码运行的结果如图7-25所示。 feather函数用来绘制羽状图其调用语法如下。 (1)feather(U,V)绘制羽状图数据的x分量和y分量分别由U和V指定。 (2)fetaher(Z)绘制羽状图数据由Z指定。 (3)feather(...,LineSpec)设置绘制的线型、标示符号和颜色。 (4)feather(axes_handle,...)在指定的坐标轴上绘制。 (5)h feather(...)绘制羽状图并返回图形句柄。 【例7-23】 使用feather函数绘制羽状图示例。 Ex_7_23.m theta (-90:10:90)*pi/180; % 生成数据 r 2*ones(size(theta)); % 生成与theta相同宽度和高度的矩阵 [u,v] pol2cart(theta,r); % 将极坐标数据theta和r转换成直角坐标u,v feather(u,v); 以上代码运行的结果如图7-26所示。 图7-25 使用compass函数绘制罗盘图示例 图7-26 使用feather函数绘制羽状图示例 quiver函数用来绘制箭状图或者速度矢量图其调用语法如下。 (1)quiver(x,y,u,v)绘制矢量图参数x和y用于指定矢量的位置u和v用于指定要绘制的矢量。 (2)quiver(u,v)绘制矢量图矢量的位置为默认值。 (3)quiver(...,scale)自动调整箭头的比例以适合网格然后用因子scale拉伸箭头。 【例7-24】 绘制函数的梯度图。 梯度方向也就是速度方向本例使用quiver函数即可达到目的。 Ex_7_24.m [X,Y] meshgrid(-2:.2:2);% 生成网格数据 Z X.*exp(-X.^2 - Y.^2); % 定义函数Z [DX,DY] gradient(Z,.2,.2); % 求Z在X和Y方向的梯度 contour(X,Y,Z) % 绘制Z的等高线 hold on % 打开图形保持 quiver(X,Y,DX,DY) colormap hsv % 创建颜色图 hold off % 关闭图形保持 以上代码运行的结果如图7-27所示。 图7-27 梯度图示例 7等高线的绘制 等高线用于创建、显示并标注由一个或多个矩阵确定的等值线。MATLAB中提供了一些函数用于绘制等高线如表7-10所示。 表7-10MATLAB中用于绘制等高线的函数及其功能 函 数 名功 能函 数 名功 能clabel使用等值矩阵生成标注并将标注显示在当前图形contourc用于计算由其他等高线函数调用的等值矩阵contour显示矩阵Z的二维等高线图meshc创建一个匹配有二维等高线图的网格图contourf显示矩阵Z的二维等高线图并在各等高线之间用实体颜色填充surfc创建一个匹配有二维等高线图的曲面图 这里只介绍最常用的函数contour其他函数请读者自行查阅帮助文档。contour函数用于绘制二维等高线图其调用语法如下。 (1)contour(Z)绘制矩阵Z的等高线绘制时将Z在x-y平面上插值等高线数量和数值由系统根据Z自动确定。 (2)contour(Z,n)绘制矩阵Z的等高线等高线数目为n。 (3)contour(Z,v)绘制矩阵Z的等高线等高线的值由向量v决定。 (4)contour(X,Y,Z)绘制矩阵Z的等高线坐标值由矩阵X和Y指定矩阵X、Y、Z的维数必须相同。 (5)contour(...,LineSpec)利用指定的线型绘制等高线。 (6)[C,h] contour(...)绘制等高线并返回等高线矩阵和图形句柄。 【例7-25】 绘制peaks函数的等高线。 peaks函数是系统自带的测试函数。 Ex_7_25.m Z peaks; [C,h] contour(interp2(Z,4)); % 绘制插值以后的等高线图插值可以平滑曲线 text_handle clabel(C,h); % 等高线标注 set(text_handle,BackgroundColor,[1 1 .6],... % 设置颜色 Edgecolor,[.7 .7 .7]) 以上代码运行的结果如图7-28所示。 图7-28 peaks函数等高线图
