如何用Matlab绘图

### 如何用Matlab绘图 #### 一、引言 Matlab 是一款强大的数学软件，广泛应用于工程计算、算法开发、数据分析等多个领域。其中，绘图功能是 Matlab 的一大特色，它允许用户轻松地创建二维（2D）和三维（3D）图形，以及进行复杂的可视化处理。本文将详细介绍如何在 Matlab 中绘制二维图形，包括图形对象的生成函数、图形控制函数、图形的修饰与标注等方法。 #### 二、图形窗口与坐标系 ##### 1. 图形窗口 - **定义**：图形窗口是 Matlab 中用于展示绘图结果的重要组成部分。 - **特点**： - 每个图形窗口都有一个唯一的句柄 `h`，用来标识这个窗口。 - 可以通过 `gcf` 函数获取当前图形窗口的句柄。 - 在任何时候，只有一个图形窗口被标记为“当前图形窗口”。 - 打开图形窗口的方式包括：调用绘图函数时自动打开、使用 `File` 菜单新建图形窗口、使用 `figure` 命令手动打开。 - 使用 `figure(h)` 可以将句柄为 `h` 的窗口设置为当前窗口。 - **示例**： - 打开一个新的图形窗口：`figure;` - 关闭当前图形窗口：`close;` ##### 2. 坐标系 - **作用**：坐标系定义了图形的位置和尺度。 - **特点**： - 在一个图形窗口中可以有多个坐标系，但只有一个当前坐标系。 - 每个坐标系都有唯一的句柄，可以通过 `gca` 函数获取当前坐标系的句柄。 - 使用 `axes(h)` 可以设置特定句柄 `h` 的坐标系为当前坐标系。 - 通过 `axis` 函数可以控制坐标轴的范围、显示样式等。 - **常用坐标轴控制函数**： - `axis([Xmin Xmax Ymin Ymax])` 定义坐标范围。 - `axis off` 隐藏坐标轴；`axis on` 显示坐标轴。 - `axis square` 设置坐标系为正方形。 - `axis equal` 使坐标轴具有相同的缩放比例。 #### 三、二维图形的绘制 ##### 1. plot 函数 - **基本语法**： - `plot(y)`：绘制向量 `y` 对应于其元素序数的二维曲线图。如果 `y` 为复数向量，则绘制虚部对实部的二维曲线图。 - `plot(x, y)`：绘制由 `x` 和 `y` 所确定的曲线。其中，`x` 和 `y` 可以是两个长度相等的向量，也可以是一个向量和一个矩阵。 - **向量和矩阵的处理**： - 当 `x` 是向量，`y` 是矩阵时，可以绘制出多条曲线。如果 `y` 的行或列长度与 `x` 的长度相同，Matlab 会分别绘制每一行或每一列的数据。 - 如果 `x` 和 `y` 都是矩阵，且大小相同，那么 `plot(x, y)` 将绘制出每个对应元素的曲线。 - **示例**： - 绘制正弦曲线：`t = 0:0.1:2*pi; y = sin(t); plot(t, y)` - 同时绘制多条正弦曲线：`x = 0:pi/50:2*pi; y = [sin(x); 0.6*sin(x); 0.3*sin(x)]; plot(x, y)` #### 四、图形修饰与标注 - **图形修饰**： - 使用 `xlabel`, `ylabel` 和 `title` 函数添加坐标轴标签和标题。 - 使用 `legend` 函数添加图例。 - 例如：`xlabel('x'); ylabel('y'); title('sin(x) & cos(x)'); legend('sin(x)', 'cos(x)')` - **图形保存与导出**： - 可以通过图形窗口的 `File` 菜单中的 `Save As` 功能保存图形。 - 也可以使用 `print` 函数直接从代码中保存图形，例如：`print('-dpng', 'my_plot.png')`。 #### 五、总结 通过上述介绍，我们了解到在 Matlab 中绘制二维图形的基本步骤。从图形窗口和坐标系的设置到具体的绘图函数使用，再到图形的修饰与标注，这些知识点都是掌握 Matlab 绘图功能不可或缺的基础。希望本篇文章能够帮助读者更好地理解和应用 Matlab 的绘图功能。