绘制特殊的二维图形函数.doc

1.2 绘制特殊的二维图形函数1. 特殊坐标系的二维图形函数半对数坐标图semilogx函数：对x轴按对数比例绘数据图，其他与plot函数类似。例如：y=0:0.1:1;semilogx(y,+);%令x轴为以10为底的对数比例(即坐标轴按照相等的指数变化来增加，每个单位为101)、y轴为线性比例绘数据图，当y为实数向量时，则绘制y的元素与它们的指数之间的数据图。 再如x=1:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);semilogx(x,y,*); semilogy函数：它与semilogx函数正好相反，它是对y轴按对数比例绘数据图。例如：x=0:0.1:10;semilogy(x,10.x); 在很多工程问题中，通过数据进行对数转换可以更清晰地看出数据的某些特征，对数坐标系中描绘数据点曲线可以直观地表现对数转换。半对数曲线主要用于成对数或指数变化的数据的分析。如y=ln(t),在算术坐标系是曲线，而在半对数坐标系统中为一直线，这样便于对试验数据的分析研究。双对数坐标图loglog函数：对x轴和y轴都按对数比例绘数据图。例如：x=logspace(-1,2);loglog(x,exp(x),-s);grid on 极坐标系下的二维图ploar函数用于绘制极坐标系下的二维图形，调用格式如下：polar(theta,rho,s) 其中，theta为弧度表示的角度向量，rho是相应的幅向量，s为图形属性设置选项。例如：x=0:0.01*pi:4*pi;y=sin(x/2)+x;polar(x,y,-); 双纵坐标的二维图在进行数值比较过程中经常会遇到双纵坐标(即双y轴坐标系)显示的要求，解决该问题，可调用plotyy函数。完整调用格式如下：plotyy(x1,y1,x2,y2,fun1,fun2) 该命令将以fun1方式绘制(x1,y1)，以fun2方式绘制(x2,y2)。其中，若缺省参数fun1和fun2时，以plot方式绘制图形，缺省参数fun2时，以fun1方式绘制图形(fun1可以为plot、semilogx、 semilogy等)。例如：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);z=exp(x);plotyy(x,y,x,z,plot,semilogy); 再如：x=0:0.01:20;y1=200*exp(-0.05*x).*sin(x);y2=0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);plotyy(x,y1,x,y2,plot); 2. 特殊二维图形函数条形图、水平条形图bar(x,y) 在x中指定的位置上绘y中每一元素的条形。例如：%绘制钟形线。x=-2.9:0.2:2.9;bar(x,exp(-x.*x);colormap hsv barh函数与bar函数类似。例如：%创建4个次级图形，显示不同条形变量的效果。y=round(rand(5,3)*10);subplot(2,2,1);bar(y,group);%group用于显示5组条形组，每个条形组中有3个垂直条形。subplot(2,2,2);bar(y,stack);%为y中的每一行显示一个条形，条形高度为行中元素的和，每一个条形都用多种颜色表示，颜色对应于不同种类的元素并显示每行元素对总和的相对贡献。subplot(2,2,3);barh(y,stack);title Stacksubplot(2,2,4);bar(y,1.5);title Width=1.5 面积图面积图将向量(或矩阵)y中的元素显示为一条或多条曲线，并填充每条曲线以下的面积。当y为矩阵时，曲线堆栈，显示每个x区间内每行元素对曲线总高度的贡献。绘制面积图通过调用area函数实现，调用格式如下：area(x,y,ymin) 绘x的对应点处的y数据的图。如果x为一向量，则length(x)必须等于length(y)，x必须是单调的。如果x为一矩阵，则size(x)必须等于size(y)，且x的每一列必须是单调的。使用sort可以使向量或矩阵单调化。对于面积填充，ymin为指定方向上的下限，缺省参数ymin时，ymin默认为0。缺省x时，绘y向量图或y矩阵每列的和，x自动根据length(y)(当y为向量时)或size(y,1)(当y为矩阵时)确定比例。例如：%利用y中的值绘制堆栈面积图。y=1 5 3;3 2 7;1 5 3;2 6 1area(y);grid oncolormap summer 饼图饼图显示某向量或矩阵中各元素所占的比例。pie函数和pie3函数分别创建二维饼图和三维饼图，pie函数的调用格式如下：pie(x,explode) explode为与x对应的零或非零矩阵，非零值对应的扇区将从饼图中分离，所以，若 explode(i,j)非零，则x(i,j)对应扇区从中心分离(注意：explode必须与x有相同的大小)。缺省参数explode时，使用x中的数据绘制饼图，x中的每一个元素用饼图中的一个扇区表示。例如：%设矩阵X的每一列包含五年内某指定产品的年销量。X=19.3 22.1 51.6;34.1 70.3 82.4;61.4 82.9 90.8;50.5 54.9 59.1;29.4 36.3 47.0x=sum(X)explode=zeros(size(x);%将使用explode输入变量将饼图中贡献最大的一个扇区分离出来，该变量是一个包含零和非零值的向量。c,offset=max(x);%找到扇区中贡献最大的一个，并将其对应explode元素设置为1。explode(offset)=1;pie(x,explode); 误差条图误差条图显示数据的置信区间或沿曲线的偏差，误差条图通过调用errorbar函数来绘制，调用格式如下：errorbar(Y,E) 对Y绘图并在Y的每个元素处绘一误差条，误差条两端距离曲线上下均E(i)长度。errorbar(X,Y,E) 绘X和Y的误差条图，误差条长度为2*E(i)，其中X、Y和E必须大小相同。当它们为向量时，每个误差条均由(X(i),Y(i)定义，曲线上点上下各E(i)误差条。当它们为矩阵时，每个误差条则由(X(i,j),Y(i,j)定义。errorbar(X,Y,L,U) 用由L(i)+U(i)指定了的误差条上下长度的绘制误差条图，其中，X、Y、L和U必须大小相同。当它们为向量时，每个误差条由(X(i),Y(i)定义，用L(i)定义下面的距离，用U(i)定义上面的距离。当它们为矩阵时，每个误差条由(X(i,j),Y(i,j)定义，用L(i,j)定义下面的距离，用U(i,j)定义上面的距离。例如：%绘对称的误差条图，误差条的长度为两倍标准误差。X=0:pi/10:pi;Y=sin(X);E=std(Y)*ones(size(X);errorbar(X,Y,E); 直方图在统计中，为了掌握数据的分布特征，需要绘制直方图，绘制直方图可通过调用函数hist函数来实现，调用格式如下：n=hist(Y) 将Y中的元素分到10个间隔相同的条形中，并返回每个条形中元素的个数。若Y是矩阵，则hist函数对每一列生成直方图。n=hist(Y,x) 其中为向量，返回Y的分布。如，若x为一5元素的向量，则hist函数将Y中的元素分配到五组条形中。n=hist(Y,nbins) 其中，nbins为标量，使用nbins组条形。直方图的x轴反映Y中值的范围，直方图的y轴显示落到组中的元素个数。所以，在任意条形组中，y轴包含0到最大元素个数的范围。直方图用添加阴影的图形对象创建，若希望改变图形的颜色，可以设置阴影属性。例如：%创建服从高斯分布的数据的钟形直方图。x=-2.9:0.1:2.9;y=randn(10000,1);hist(y,x); %改变图形的颜色，使得条形为红色，条形的边为白色。h=findobj(gca,Type,patch);set(h,FaceColor,r,EdgeColor,w); 等高线图contour函数用于绘制等高线图，其调用格式如下：contour(Z,N/V) 或 contour(X,Y,Z,N/V)其中，输入变量Z必须为一数值矩阵，是该函数必须输入的变量，可以将它理解为x-y平面的高度。变量N/V为可选输入变量，参数N为所绘图形等高线的条数，即按指定数目绘制等高线；也可以选择输入参数V(这里，V为一数值向量)，等高线的条数将为向量V的长度，并且等高线的值为对应向量的元素值。如果没有选择，系统将自动为矩阵Z绘制等高线图，其等高线条数为预设值。如果按后一种方式调用，X和Y指定x轴和y轴的范围。当X和Y为矩阵时，它们必须与Z具有相同的大小。例如：%在范围-2x2，-2x3内绘制函数的等高线图。x,y=meshgrid(-2:0.2:2,-2:0.2:3);z=x.*exp(-x.2-y.2);c,h=contour(x,y,z);clabel(c,h);%作等高线图的等高标