MATLAB课程PPT第三章.ppt

第三章数据可视化,在数据可视化方面提供了很强的功能，它可以把数据以多种形式加以表现。,3.1基本平面图形3.1.1线性坐标平面图形绘制线性坐标平面图形的函数有：plot和fplot,这两个函数能实现不同的功能，下面分别介绍一下这两个函数。,3.1.1线性坐标平面图形,一、plot函数对于不同的输入参数，该plot函数有不同的形式，可以实现不同的功能。下面是带有各种参数的plot函数:,1)plot(y)：当只有一个参数时，函数plot以该参数的值为纵坐标，横坐标从1开始自动赋值为向量123.或其转置向量，且此向量的方向和长度与参数y相同。2）plot(x,y):对向量x绘制向量y。以为x横坐标向量，y为纵坐标向量，按照坐标(xi,yi)的有序排列绘制曲线。3）plot(x1,y1,x2,y2,)：在同一窗口中绘制多条曲线，且每条曲线的横坐标可以不同，每组向量也可以有不同的长度。,3.1.1线性坐标平面图形,4）plot(x,y,选项),这里的“选项”包括线型、颜色、数据点标记符号等特性的设置，常见的“选项”见下表：,3.1.1线性坐标平面图形,“选项”内容表（续）,-r:yx,3.1.1线性坐标平面图形,5）plot(z):以横轴为实轴，纵轴为虚轴，绘制(real(z),imag(z)的有序集合的图形。6）plot(A):绘制矩阵A的列对它下标的图形，对于m*n的矩阵，有n个含有m个元素的数对，用此函数可绘制n条有m个点的曲线，且这n条曲线均采用不同的颜色绘制而成。7）plot(x,A):对向量x绘制矩阵A的图形，对m*n的矩阵A和长度为m的向量x，绘制矩阵A的列对向量x的图形；若x的长度为n，则绘制矩阵A的行对向量x的图形；向量x是行向量或列向量。,3.1.1线性坐标平面图形,8)plot(A,x):对矩阵A绘制向量x的图形。对一个的m*n矩阵A和一个长度m为的向量x，对矩阵A的列绘制向量x的图形。若x的长度为n，则对矩阵A的行绘制向量x的图形。向量x可以是行向量也可以是列向量。9)plot(A,B):对矩阵A的列绘制矩阵B的列的图形。如果A和B都是m*n的矩阵，将绘制n条由m个有序对连成的曲线。,3.1.1线性坐标平面图形,(1)fplot(fun,lims):绘制由字符串fun指定的函数图形，此字符串指定的函数可以是标准函数，也可以是用户在M文件fun.m中自定义的函数，但不允许是内联函数。向量lims=xmin,xmax给出绘图区间范围，该向量也可以包含4个元素，后两个参数用来表示y轴的区间，即lims=xminxmaxyminymax.(2)fplot(fun,lims,str):字符串str用来改变图形的线型和颜色。(3)fplot(fun,lims,str,tol):tol用来控制命令的相对误差。,二、fplot函数：,3.1.2对数坐标曲线,函数semilogx、semilogy和loglog可以绘制二维对数坐标曲线，这三个函数的用法和plot函数用法基本相同。下面是这三个函数的用法。,（1）semilogx(x,y)：在半对数坐标系中绘图，x轴用以10为底的对数刻度标定，类似于plot(log10(x),y);（2）semilogy(x,y):y轴用以10为底的对数刻度标定，类似于plot(x,log10(y).(3)loglog命令x轴和y轴都用以10为底的对数刻度标定，类似于plot(log10(x),log10(y).loglog命令可带不同的参数，下面是带各种参数的loglog命令,3.1.2对数坐标曲线,函数loglog可以带有不同的参数，下面是带有各种参数的loglog函数.,loglog(x,y):对向量x绘制向量y，按坐标(log10(x),log10(y)的有序排列绘制曲线。loglog(y):以y为纵坐标，横坐标由软件系统自动给出，在对数坐标系中绘图。loglog(z):以横轴为实轴，纵轴为虚轴，绘制(real(z),imag(z)的有序集合的图形。,3.1.2对数坐标曲线,loglog(A):绘制矩阵A的列对它下标的图形。对于m*n的矩阵A，有n个含有m个元素的数对，或是n条有个m点的曲线，且这n条曲线均采用不同的颜色绘制而成。loglog(x,A):绘制矩阵A对向量x的图形。对m*n的矩阵A和长度为m的向量x，绘制矩阵A的列对向量x的图形。若x的长度为n，则绘制矩阵A的行对向量x的图形。向量x可以是行向量也可以是列向量。loglog(A,x):对矩阵A绘制向量x的图形。对于m*n的矩阵A和一个长度为m的向量x，对矩阵A的列绘制向量x的图形。若x的长度为n，则对矩阵A的行绘制向量x的图形。,3.1.2对数坐标曲线,loglog(A,B):对矩阵A的列绘制矩阵B的列的图形。如果A和B都是m*n的矩阵，将绘制n条由m个有序对连成的曲线。loglog(x1,y1,str1,x2,y2,str2,):用字符串str1指定的颜色和线型对x1绘制y1的图形，用字符串str2指定的颜色和线型对x2绘制y2的图形。参数str1、str2与plot函数中的相同，参见前面的表格。,3.1.3双y轴图形,双y轴图形即左右各有一个y轴的图形。绘制双y轴图形的函数是plotyy。该函数的几种常用形式如下：,(1)plotyy(x1,y1,x2,y2):在一个图形窗口中同时绘制两条曲线(x1,y1)和(x2,y2)，曲线(x1,y1)用左侧的y轴，曲线(x2,y2)用右侧的y轴。(2)plotyy(x1,y1,x2,y2,FUN):“FUN”是字符串格式，用来指定绘图的函数名，如plotsemilogx等.例：命令plotyy(x1,y1,x2,y2,semilogx)，即用函数semilogx来绘制的曲线(x1,y1)和(x2,y2)。（3）plotyy(x1,y1,x2,y2,FUN1,FUN2):用“FUN1”和“FUN2”分别指定用不同的绘图函数来绘制双y轴图形。,3.2特殊图形,3.2.1条形图条形图常用于统计数据的作图,MATLAB中绘制条形图的函数及其功能见下表：,这四个函数调用方法相似，下面以函数bar为例，说明这四个函数的用法：,3.2.1条形图,函数bar的调用方式如下：（1）bar(x,y):x是横坐标向量，y是向量或矩阵，当y是向量时，每一个元素对应一个竖条；y是m*n矩阵时，将画出m组竖条，每一组包括n个条。(2)bar(y):横坐标使用缺省值1:1:m，其它同上。(3)bar(x,y,width)或bar(y,width):用“width”指定竖条的宽度，缺省宽度是0.8。若指定的宽度大于1，则条与条之间将重合。(4)bar(,grouped):产生组合的条形图。(5)bar(,stacked):产生堆叠的条形图。(6)bar(,linespec):指定条的颜色。(7)h=bar():返回补片对象的句柄向量。,3.2.2复数向量图,(1)plot(x,y):无论参数x、y哪个是复数，都将被忽略掉虚部数据，只绘制该复数的实部数据。其余用法和绘制一般实数数据相同。(2)plot(z):以复数z的实部为横坐标，虚部为纵坐标绘制实部和虚部的关系曲线，其作用相当于使用命令plot(real(z),imag(z)。,当数据为复数，使用plot函数绘制图形时，根据plot函数的不同调用方式有以下两种不同的情况：,3.2.3直方图,直方图与条形图的形状类似，但作用不同，它主要用于显示数据的分布规律。建立直方图的函数有hist和rose，其中函数hist在直角坐标系中建立直方图，函数rose在极坐标系中建立直方图。函数hist的主要用法是：(1)N=hist(Y):把“Y”按其中数据的大小分为10个长度相等的段，统计每段中的元素个数并返回给“N”；若“Y”是矩阵，则按列分段。(2)N=hist(Y,m):m是设置的分段的个数。(3)N=hist(Y,X):X是向量，用于指定所分的每个数据段的中间值。(4)hist():不带输出参数，直接绘制直方图。,3.2.3直方图,在极坐标系中建立直方图的函数rose用法和hist类似，只是把数据作为弧度值处理，在极坐标系中建立直方图。函数rose的用法如下：(1)rose(V):绘制相角直方图，也就是向量V中相角频率的角度直方图，间隔数是20。(2)rose(V,n):绘制相角直方图，由n指定间隔数。,3.2.4复平面图形,函数quiver的主要调用格式为：quiver(X,Y):对每对坐标(Xij,Yij)绘制一个箭头。命令quiver(real(z),imag(z)可以看成绘制矩阵z中复数元素方向与大小的图形。,绘制复平面图形的函数有：quiver、feather和compass.,3.2.4复平面图形,函数feather把复数矩阵中的元素的相角和幅值显示成沿横轴等间隔辐射的箭头，其调用格式是：(1)feather(z):把复数矩阵z中元素的相角和幅值显示成沿横轴等间隔辐射的箭头；(2)feather(x,y):等价于feather(x+y*i),即feather(z)；(3)feather(z,str):使用str确定的线型绘制箭头。,3.2.4复平面图形,(1)compass(z):把复数矩阵z中的元素的相角和幅值显示成从原点辐射的箭头。(2)compass(x,y):等价于compass(x+y*i).(3)compass(z,str):使用str确定的线型绘制箭头。,函数compass把复数矩阵z中的元素的相角和幅值显示成从原点辐射的箭头，其调用格式：,3.2.5极坐标曲线图,函数polar可绘制极坐标曲线，该polar函数的调用格式如下：polar(theta,rho,选项）：其中，theta为角度向量，rho为幅值向量，这两个向量的长度必须相等。选项的内容和用法与函数plot中的基本一致，主要对线型、颜色、数据点标记符号进行设置。,3.2.6扇形图,扇形图，又称饼图，用于显示一个整体中的元素所占元素总和的百分比。函数pie和pie3分别用于绘制二维和三维扇形图。它们的输入参数可以是向量或矩阵。这两个函数的用法类似，以pie为例，其调用方式如下：(1)pie(x):绘制向量或矩阵x中的数据的扇形图。(2)pie(x,explode):参数“explode“用于指定饼图中的某些片是否与整个饼图脱开，且参数“explode”和函数的输入数据同维，当参数explode中的元素值非0时，该元素对应的片和整个饼图分开。(3)pie(,labels):”labels”用于标注扇形图的字符串数组，其长度和输入数据相同。,3.2.7面积图,面积图非常适合于分析各个数据在总和中所占比例等。命令area用于绘制面积图。3.2.8离散数据图,离散数据图把每个数据点画成一条直线，在数据值的地方用墨点表示，看起来很像火柴杆，因此离散数据图又称火柴杆图。在工程上经常遇到离散数据的绘图问题，为此MATLAB专门提供了函数：stem、stem3和stairs.函数stem和stem3分别用来绘制二维和三维的离散数据图，二者用法与函数plot基本一致，但函数stem和stem3可以用选项“filled”来填充图中的离散数据点的标记。函数stairs用于绘制类似楼梯形状的步进图形。,3.2.9瀑布图,函数w