【可视化】基于Matlab的雷达图

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🔥 内容介绍

这个 radarChart 类是一个功能强大且灵活的 MATLAB 工具,用于创建美观的雷达图(也称为蜘蛛图或极坐标图)。它封装了雷达图的绘制逻辑,提供了丰富的自定义选项,使得用户能够轻松生成 publication 级别的图表。

一、类结构与核心功能解析

1. properties:属性定义

该类的属性可分为以下几类:

  • 核心数据与容器

    • XData

      :雷达图的核心数据,ClassNum x PropNum 的矩阵,每行代表一个类别,每列代表一个属性维度。

    • ax

      :图表所在的 Axes 对象句柄。

    • Parent

      :一个备用的父容器句柄,通常也指向 Axes

  • 外观与布局控制

    • RRange

      :背景圆环的范围(默认 [0, 1]),用于调整图表的大小和视觉焦点。

    • Rotation

      :初始旋转角度(单位:弧度),允许你将某个属性维度旋转到特定位置(例如,顶部)。

    • ThetaDir

      :标签排布方向('normal' 或 'reverse'),控制属性标签是顺时针还是逆时针排列。

    • Type

      :绘图类型('Line''Patch' 或 'Both'),决定是只绘制线条、只绘制填充区域,还是两者都绘制。

  • 标签与图例

    • ClassName

      :一个元胞数组,存储每个类别的名称,用于图例。

    • PropName

      :一个元胞数组,存储每个属性维度的名称,用于坐标轴标签。

    • RTickLabelFormat

      :一个函数句柄,用于自定义半径刻度标签的格式化方式(默认保留两位小数)。

  • 刻度与范围

    • RTick

      :半径方向的刻度值。如果未指定,类会自动计算。

    • RLim

      :数据的显示范围 [min, max]

    • SepList

      :一个辅助数组,用于在自动计算刻度时选择合适的间隔。

  • 样式与颜色

    • CList

      :预设的颜色列表,用于为不同类别着色。

    • PropNum

      ClassNum:分别是属性维度数量和类别数量,由 XData 自动计算得出。

  • 对象句柄

    • PatchHdlP

      PatchHdlL 等一系列句柄,指向图中绘制的各种图形对象(如填充块、线条、文本等)。这使得在对象创建后,仍能方便地修改其属性。

2. methods:方法定义
  • radarChart(varargin) (构造函数)

    • 初始化一个 radarChart 对象。

    • 解析输入参数,包括数据 XData 和各种可选的属性设置(如 ClassNamePropName)。

    • 为未指定的属性设置默认值(例如,自动生成类别和属性名称)。

  • draw(obj) (核心绘图方法)

    • 这是类的核心,负责执行实际的绘图操作。

    • 步骤

    1. 设置 Axes 的基本属性,使其看起来像一个极坐标图(隐藏直角坐标轴,设置等宽高比)。

    2. 绘制背景圆形

    3. 计算并绘制角度刻度线ThetaTick),每个刻度对应一个属性维度。

    4. 计算并绘制半径刻度线RTick),这些是同心圆。

    5. 根据 XData 绘制每个类别的雷达图主体,创建 Patch(填充)和 Line(线条)对象。

    6. 根据 Type 属性控制 Patch 和 Line 的可见性。

    7. 在相应位置添加半径标签RLabel)和属性标签PropLabel)。

  • set... 系列方法

    • 如 setTypesetBkgsetPropLabel 等。

    • 这些是辅助方法,提供了一种便捷的方式来修改图表的特定属性,并能实时更新图表的显示。例如,setType 不仅会改变 obj.Type 的值,还会立即调整 Patch 和 Line 对象的 'Visible' 属性。

  • legend(obj) 和 setLegend(obj, varargin)

    • 用于创建图例,并提供修改图例属性的接口。

  • setData(obj, Data)

    • 允许用户在不重新创建对象的情况下,更新雷达图的数据。这对于动态数据可视化非常有用。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

        Type='Line';              % 'Line' / 'Patch' / 'Both'

        ClassName={};

        PropName={};

        PropNum; ClassNum

        CList=[198,199,201;  38, 74, 96; 209, 80, 51; 241,174, 44; 12,13,15;

            102,194,165; 252,140, 98; 142,160,204; 231,138,195; 

            166,217, 83; 255,217, 48; 229,196,148; 179,179,179]./255;

        % 句柄

        ThetaTickHdl;RTickHdl;RLabelHdl;LgdHdl;

        PatchHdlL;PatchHdlP;PropLabelHdl;BkgHdl;

        RTickLabelFormat = @(X) sprintf('%.2f',X)

    end

    methods

        function obj=radarChart(varargin)

            if isa(varargin{1},'matlab.graphics.axis.Axes')

                obj.ax=varargin{1};varargin(1)=[];

            else  

            end

            obj.XData=varargin{1};varargin(1)=[];

            obj.PropNum=size(obj.XData,2);

            obj.ClassNum=size(obj.XData,1);

            obj.RLim=[0,max(max(obj.XData))];

            % 获取其他信息

            for i=1:2:(length(varargin)-1)

                tid=ismember(obj.arginList,varargin{i});

                if any(tid)

                obj.(obj.arginList{tid})=varargin{i+1};

                end

            end

            if isempty(obj.ax)&&(~isempty(obj.Parent))

                obj.ax=obj.Parent;

            end

            if isempty(obj.ax)

                obj.ax=gca;

            end

            obj.ax.NextPlot='add';

            if isempty(obj.ClassName)

                for i=1:obj.ClassNum

                    obj.ClassName{i}=['class ',num2str(i)];

                end

            end

            if isempty(obj.PropName)

                for i=1:obj.PropNum

                    obj.PropName{i}=['prop ',num2str(i)];

                end

            end

            help radarChart

        end

        function obj=draw(obj)

            obj.ax.XLim=[-1.01,1.01];

            obj.ax.YLim=[-1.01,1.01];

            obj.ax.XTick=[];

            obj.ax.YTick=[];

            obj.ax.XColor='none';

            obj.ax.YColor='none';

            obj.ax.PlotBoxAspectRatio=[1,1,1];

            % 绘制背景圆形

            tt=linspace(0,2*pi,200);

            obj.BkgHdl=fill(obj.ax,cos(tt),sin(tt),[252,252,252]./255,'EdgeColor',[200,200,200]./255,'LineWidth',1);

            % 绘制Theta刻度线

            tn=linspace(0,2*pi,obj.PropNum+1);tn=tn(1:end-1);

            ttn = tn;

            tn = tn + obj.Rotation;

            if strcmpi(obj.ThetaDir,'reverse')

                tn = [tn(1), tn(end:-1:2)];

            end

            XTheta=[cos(tn);cos(tn).*obj.RRange(1);nan([1,obj.PropNum])];

            YTheta=[sin(tn);sin(tn).*obj.RRange(1);nan([1,obj.PropNum])];

            obj.ThetaTickHdl=plot(obj.ax,XTheta(:),YTheta(:),'Color',[200,200,200]./255,'LineWidth',1);

            % 绘制R刻度线

            if isempty(obj.RTick)

                dr=diff(obj.RLim);

                sepR=dr./3;

                multiE=ceil(log(sepR)/log(10));

                sepR=sepR.*10.^(1-multiE);

                sepR=obj.SepList(find(sepR<obj.SepList,1)-1)./10.^(1-multiE);

                sepNum=floor(dr./sepR);

                obj.RTick=obj.RLim(1)+(0:sepNum).*sepR;

🔗 参考文献

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