Matlab绘制图形知识点总结（一）

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于 2023-07-05 22:11:13 首次发布

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本文介绍了Matlab中用于二维图像绘制的核心函数plot的使用，包括单个和多个函数同时绘图，以及线型、颜色和标记类型的自定义。此外，还详细讲解了坐标轴的设置，如axis、xlim/ylim、legend和text等函数的运用，帮助用户更好地控制和注释图形。

在实际的操作中，我们能够通过代码设计轻松命令Matlab绘制图形，下面是为总结Matlab最常用的几种绘图函数（包括二维与三维制图）。

一、二维图像绘制函数plot()

1.plot(X,Y)；

当且仅当X，Y均为实数向量且维数相同（相同长度的行向量或者相同长度长度的列向量）时有效，Matlab将会按照其顺序一一对应其横坐标及纵坐标即 [X(i),Y(i)]。若X或者Y均为复数变量，则会忽略虚数部分。

X=[1 2 3 4 5 6 7 8];    %均为行向量或者均为列向量
Y=[8 7 6 5 4 3 2 1];
plot(X,Y);

X=[1 2 3 4 5 6 7 8+6i];    %Matlab画图时提示警告自动忽略虚数部分
Y=[8 7 6 5 4 3 2 1+6i];
plot(X,Y);

（上述两者画出来的图形一致）

若X、Y一个为向量，一个为矩阵，且向量长度等于矩阵的行数或者列数，函数会按行或者列将矩阵分解为多个向量分别与X\Y一一对应，在图像中分别画出其对应图线。

X=[1 2 3 4 5 6 7 8];    %X为向量
Y=[8 7 6 5 4 3 2 1;7 6 5 4 3 2 1 0; 6 5 4 3 2 1 0 -1];   %Y为三行八列的矩阵
plot(X,Y);

（画出来的效果如上）

2.plot(X1,Y1, X2,Y2, .....,Xn,Yn)

Matlab支持多函数同时画图，且在同一画布上展现，效果不多赘述。

3.plot（X,Y,S）

在Matlab中可以自定义其图像样式，根据自己的风格或者论文的要求可以切换多种线与坐标的样式。下面概括出一些常用的定义符。（注意黑色的简写不是b而是k）

（1）线形、颜色定义符

线形及颜色符号表

定义符	-	--	：	-.
线形	实线（Matlab默认）	划线	点线	点划线
定义符	r	g	b	c
颜色	红色（red）	绿色（green）	蓝色（blue）	青色（cyan）
定义符	m	y	k	w
颜色	品红（magenta）	黄色（yellow）	黑色（black）	白色（white）

(2)标记类型定义符

标记类型定义符表

定义符	+	o	*	.	x
标记类型	加号	小圆圈	星号	实点	交叉号
定义符	d	^	v	>	<
标记类型	菱形（diamond）	向上三角形	向下三角形	向右三角形	向左三角形
定义符	s	h	p
标记类型	正方形(square)	正六角星(hexagon)	正五角星（pentagon）

（3）指定标记大小及颜色

`MarkerSize`	标记大小，指定为正值
`MarkerEdgeColor`	标记轮廓颜色，指定为颜色名称或 RGB 三元组
`MarkerFaceColor`	标记内部颜色，指定为颜色名称或 RGB 三元组

例如像下列例子：

X=-pi:pi/10:pi;
Y= sin(X);
plot(X,Y,'--mv','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[0.4 0.6 0.7])
%'--mv'表示图像用划线表示，品红色，所在具体值用向下三角形表示
%后面的MarkerSize、MarkerEdgeColor、MarkerFaceColor分别表示标记符的大小、边框颜色、内容颜色

效果如下：（注意MarkerFaceColor若用RGB三元组表示的话各元素需要用空格隔开且可不用‘’（引号）包裹，但是若用颜色名称表示的话则需要‘’包裹，如‘g’）

该部分需要读者多去实践观察其现象，可以对着上面的图标试一下具体效果。

二、坐标轴设置函数

Matlab中的绘图常常与坐标轴有关，下列概括的是常用的坐标轴函数。

坐标轴设置函数

函数	功能
axis	设置横纵坐标轴的区间
xlable/ylable	添加横纵坐标轴的标注
legend	给坐标轴中的图形添加图例
text	在坐标轴中添加字符串
grid	添加网格
box	添加边框
xlim/ylim	设置横纵坐标区间

1.axis可以用来设置横纵坐标轴的区间，添加不同的代码可以实现多种要求。(该行可不加‘；’)

(1) axis([xmin,xmax,ymin,ymax])

控制在画布中的x/y轴的区间，在上知识点的代码基础上加上此行代码，其效果为：

（无论其要求的区间是否有值，画布都会画出）

axis([-5,10,-2,2])

（2） axis equal

控制画布的呈现出来的图像横坐标与纵坐标的刻度值相等。

（横纵坐标的刻度值皆为1）

（3） axis square

控制画布的呈现出来的图像横纵坐标长度相等。（此时画布形状为正方形）

（4） axis auto

系统默认样式（默认值），将画布就可能填满。

2.xlim/ylim函数，可设置或者返回区间函数

(1) xlim (ylim)

返回横坐标区间，返回的是一个二维行向量 [min max]

纵坐标方向也是如此方法。

(2) xlim([xmin,xmax]) (ylim同理)

用于设置横纵坐标的画布展示区间，与上述的axis([-5,10,-2,2])的方法类似，也不多赘述了

3.legend函数

在画布中的图形添加图示文字。

（1）legend('str1第一个字符串',‘str2第二个字符串’,'str3第三个字符串'......)

它会按照代码之前的画图顺序给每一个图像附近标上每一个字符串，因此顺序很重要。在这里补充一个知识点：当需要在一个画布中画出两条或以上曲线时，在每一次作图时需要在后面加上“hold on;”以让下一次画图仍保持在该画布上。

X=-pi:pi/10:pi;
Y1= sin(X);
Y2= cos(X);
plot(X,Y1,'--mv','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[0.4 0.6 0.7])
hold on;
plot(X,Y2,'--m^','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[0.4 0.6 0.7])
hold on;
legend('sinx','cosx')

例如上述代码，legend内部的第一个字符串会去匹配第一条曲线即X-Y1，后面类似。运行的结果如下：

（图示若没有修改其位置则默认在右上角）

（2）根据曲线图像需要修改图示位置时

legend('str1第一个字符串',‘str2第二个字符串’,'str3第三个字符串'...，‘Location’,'direction')

有时候由于图示在默认位置处遮挡住图像需要修改位置时，可以在后面加上location属性。

其方向有

northwest	north	northeast
west		east
southwest	south	southeast

上述例子将legend函数改为“legend('sinx','cosx','Location','northwest')”，可以让函数分布更加规整好看。

4.text函数 text(x,y,'string')

text函数可以在坐标轴的制指定位置添加字符串，用以更直接对图像的解释。其坐标位置（x,y）与横纵坐标分布有关。

以上述图像为例，若想在坐标轴（-3，0.3）处加上字符串“y=sinx”用以对图线的解释，则可以在原有代码上加上text函数，即

X=-pi:pi/10:pi;
Y1= sin(X);
Y2= cos(X);
plot(X,Y1,'--mv','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[0.4 0.6 0.7])
hold on;
plot(X,Y2,'--m^','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[0.4 0.6 0.7])
hold on;
legend('sinx','cosx','Location','northwest')
text(-3,0.3,'y=sinx')

效果如下：