上机材料二MATLAB语言绘图程序设计 2.docx
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上机材料二MATLAB语言绘图程序设计2
上机材料二、MATLAB语言绘图、程序设计
六、绘图
plot基本二维图形
fplot一元函数图象
plot3空间曲线
meshgrid网格数据生成
mesh网面图
surf曲面图
contour等高线图
contour33维等高线图
title标题
xlabelx轴说明
ylabely轴说明
zlabelz轴说明
clabel等高线高度标志
text文本
grid格栅
legend图例
hold图形保持
axis定制坐标轴
view改变视点
subplot子图
figure新图形窗口
clf清除图形
close关闭图形窗口
1曲线图
plot（x,y）作出以数据（x（i）,y（i））为节点的折线图,其中x,y为同长度的向量;
plot（x1,y1,x2,y2,...）作出多组数据折线图；
fplot（'fun',[a,b]）作出函数fun在区间[a,b]上的函数图;
plot3（x,y,z）空间曲线图,其中x,y,z为同长度的向量.
»plot（[1425],[13-12]）
»plot（[1425],[13-12],1:
3,[2103]）%注意颜色
图形可直接保存为M文件，也可利用图形窗口菜单Edit/Copyfigure作为图片剪贴到Word或其他应用程序中。
图形的线型，标记，颜色均可设定。
常用的有
颜色
线型
标记
b蓝（默认）
-实线（默认）
无标记（默认）
g绿
--虚线
*星
r红
:
粗点线
.点
y黄
-.点划线
o圈
m洋红
x叉
c青
+十字
w白
s方块
k黑
d菱形
v下三角形
^上三角形
<左三角形
>右三角形
h六角形
p五角形
例一元函数图y=x3-x-1和y=sin（5x）,-1»fplot（'x.^3-x-1',[-1,2]）;holdon;%在作下一幅图时保留已有图象
»x=-1:
0.2:
2;y=sin（5*x）;
»plot（x,y,':
ro'）;holdoff;%释放holdon
２曲面图
[x,y]=meshgrid（xa,ya）当xa,ya分别为m维和n维行向量，得到x和y均为n行m列矩阵。
meshgrid常用于生成X-Y平面上的网格数据。
mesh（x,y,z）绘制网格图，是最基本的曲面图形命令,其中x,y,z是同阶矩阵，表示曲面三维数据。
mesh（xa,ya,z）xa,ya分别为m维和n维向量，z均为n行m列矩阵。
等价于
先[x,y]=meshgrid（xa,ya）再mesh（x,y,z）。
surf（x,y,z）绘制网面图，与mesh用法类似。
contour（x,y,z）绘制等高线图，与mesh用法类似，可指定z的范围。
contour3（x,y,z）绘制三维等高线图，与mesh用法类似，可指定z的范围。
例如
»xa=1:
3;ya=1:
4;[x,y]=meshgrid（xa,ya）;z=x+y;mesh（x,y,z）
»[x,y,z]
123111234
123222345
123333456
123444567
这3组数据构成网面的12的格点坐标。
例二元函数图z=x*exp（-x2-y2）
»clear;close;%close关闭所有图形窗口
»xa=-2:
.2:
2;ya=xa;
»[x,y]=meshgrid（xa,ya）;z=x.*exp（-x.^2-y.^2）;
»mesh（x,y,z）;%网格图
»surf（x,y,z）;%网面图
»contour（x,y,z）;%等高线图
»contour3（x,y,z）;%三维等高线图
3．说明、格栅和图例
图5
Title（'字符串'）图形标题说明
xlabel，ylabel,zlabel用法类似于title，分别说明坐标轴x,y,z。
Text（x,y,'字符串'）将字符串表达的文字标于（x,y）处.
Lengend（'字符串1','字符串2',...）依次说明图例
gridon/gridoff显示/不显示格栅
例参变量函数
»clear;close;
»t=0:
0.1:
20;r=exp（-0.2*t）;th=0.5*pi*t;
»x=r.*cos（th）;y=r.*sin（th）;z=t;
»plot3（x,y,z）;
»text（x
（1）,y
（1）,z
（1）,'START'）
»n=length（x）;text（x（n）,y（n）,z（n）,'END'）
»title（‘SPACELINE’）
»xlabel（'X'）;ylabel（'Y'）;zlabel（'Z'）;
»legend（'ConeLine'）;
»gridon;%再试一试gridoff,观察变化
4、图形控制
Holdon/holdoff保留/释放现有图形
axisoff/on不显示/显示坐标轴
axis（[a,b,c,d]）定制2维坐标轴范围aaxis（[a,b,c,d,e,f]）定制3维坐标轴范围aview（az,el）调整视角，az为角度，el为高度（默认az=-37.5,el=30）
figure开一个新图形窗口
close关闭现有图形窗口
subplot（m,n,k）将图形窗口分为m*n个子图，并指向第k幅图
5．图形对象设置
MATLAB图形窗口、坐标轴、图形元素等往往是系统自动选定的，有些可用图形命令来改变，如曲线的颜色、标题文本、视点等。
一般可使用对象设置命令set来设置，如文本的字体，坐标轴刻度，窗口的背景色等，但用法较复杂。
MATLAB的图形窗口建立了图形对象编辑工具，可直接改变图形设置。
作为示例，我们现在来设法将例3产生的图形改变成下列样子。
（1）按工具栏Editplot按钮（指向左上方的箭头），使图形处于编辑状态；
（2）曲线粗细和颜色：
选中曲线，用菜单Edit/CurrentObjectProperties...设置（或用鼠标双击可编辑），将颜色改为红色，粗细改为3；
（3）字体大小：
选中所要编辑的文字，用菜单Edit/CurrentObjectProperties...设置；
（4）坐标轴：
选中并双击坐标轴，将y轴方向设为“reverse”；
（5）再按工具栏Editplot按钮，使图形回到正常状态；
（6）调整视角：
按工具栏Rotate3D按钮（带箭头的圆圈），选中坐标轴，调整为理想角度；
（7）加箭头线：
按工具栏InsertArrow按钮（指向左上方的箭头）,从原点拉出三根坐标线,并双击编辑加粗；
（8）加文本：
按工具栏InsertText按钮（字母A）,在适当位置写X,Y,Z，设置字体和大小；
（9）用命令axisoff使原坐标轴不显示。
但图形窗口对象编辑工具并没有给出所有设置，更详细的设置可用菜单Edit/...property完成。
七、程序设计
１、控制流
到目前为止，我们用的命令都是顺序结构的，对于复杂的计算，需要循环和分支结构。
例计算s=
»clear;s=0;
»forn=1:
100
s=s+1/n/n;
end
»s
s=
1.6350
常用控制流语句有
for循环变量=初值：
增量：
终值，语句；end
while（条件式），语句；end
if（条件式）,语句;end
if（条件式1）,语句1;elseif（条件式2）,语句2;……;else,语句;end
switch（分支变量）case（值1）,语句1;case（值2）,语句2;……;
otherwise语句;end
另外还有break（中断循环）,return（中断执行返回）等。
２、M脚本文件
从工具栏的NewFile按钮或在File/New菜单选M-file就进入MATLAB的编辑器Editer，用以编写用户的M文件。
M文件可分为两类：
M脚本文件和M函数文件。
将多条MATLAB语句写在编辑器中保存在适当的目录中（这个目录须在MATLAB搜索路径中），就得到一个M脚本。
如我们将下面几条语句写在编辑器中，
clear;s=0;
forn=1:
100
s=s+1/n/n;
end
s
保存为eg0_4（不要加扩展名m），然后在命令窗口执行
»eg0_4
s=
1.6350
使用编辑器也可打开和修改M文件，观察变量值，调试程序等。
但要注意：
每次修改程序后都要存盘。
３、函数文件
M函数文件以function开头,格式为
function输出变量=函数名（输入变量）
语句；
在MATLAB中，使用M函数是以该函数的磁盘文件主名调用，而不是function中的函数名,但我们建议二者用同名。
M函数与M脚本有两个重要区别：
第一，M函数一般有输入输出变量；第二，M函数中所有变量为局部变量，而脚本文件中所有变量都存在于命令窗口，即全程变量。
例如，写函数文件
M函数eg0_4f.m
functions=f（m）
s=0;
forn=1:
m
s=s+1/n/n;
end
保存为eg0_4f.m，在命令窗口执行
»clear;eg0_4f（100）,eg0_4f（1000）
ans=
1.6350
ans=
1.6439
»s
?
?
?
Undefinedfunctionorvariables.%说明s不是命令窗口的变量
*４、编程几点高级事项
input提示输入
disp强行显示
num2str数值转字符串
str2num字符串转数值
int2str整数转字符串
mat2str矩阵转字符串
char按ASCII码转换
strcmp字符串比较
eval执行命令
feval执行函数
keyboard键盘指令
pause延时
warning显示警告
error显示错误并中断
nargin函数的输入变量个数
nargout输出变量个
（1）注释：
注释语句注释用%开头，对本行后面字符起作用，注释语句不参与运算，起说明作用，增强程序的可读性，一个好的M文件开头应有一段注释，说明功能和使用方法，这部分注释使用
help文件主名
可看到。
注释符%也常用于程序调试。
（2）提示输入：
input和disp是一组输入输出语句，例如编写下列脚本文件finddet.m，使对键盘输入的方阵求得行列式。
文件finddet.m
clearA;
A=input（'Enterasquarematrix:
'）;
d=det（A）;
disp（['Itsdeterminantis',num2str（d）]）;
这里num2str是将数转换为字符串。
现在运行
»finddet
Enterasquarematrix:
（请你输入方阵，如[12;34]）
Itsdeterminantis–2
（
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