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1、第四章 matlab绘图及GUI设计 Date 1 内容 4 1 二维曲线的绘制 4 2 MATLAB的三维图形绘制 4 3 MATLAB的特殊图形绘制 4 4 图形窗口的功能 4 5 对话框 4 6 句柄图形 4 7 用户图形界面设计 Date 2 4 1 二维曲线的绘制 4 1 1基本绘图命令 nplot命令是MATLAB中最简单而且使用最广 泛的一个绘图命令 用来绘制二维曲线 语法 nplot x 绘制以x为纵坐标的二维曲线 nplot x y 绘制以x为横坐标y为纵坐标的二 维曲线 说明 x和y可以是向量或矩阵 Date 3 1 plot x 绘制x向量曲线 n当x是长度为n的数值向量
2、时 纵坐标 向量x 横坐标1 n 系统自动生成 nplot x 命令 顺序地用直线段连接各点 生成一条折线 当向量 的元素充分多时 可以得到一条光滑的曲线 Date 4 例4 1 用plot x 命令画直线 x1 1 2 3 plot x1 x2 0 1 0 plot x2 b x2曲线 图4 1 a x1曲线 Date 5 2 plot x y 绘制向量x和y的曲线 n当参数x和y都是长度为n的向量 x y的长度必须相 等 plot x y 命令绘制纵坐标为向量y横坐标为向量x的 曲线 n例4 2 绘制正弦曲线y sin x 和方波曲线 如图4 2所 示 x1 0 0 1 2 pi y1 s
3、in x1 plot x1 y1 x2 0 1 1 2 2 3 y2 1 1 0 0 1 1 plot x2 y2 axis 0 4 0 2 图4 2 a 正弦曲线 b 方波曲线 Date 6 3 plot x 绘制矩阵x的曲线 n当x是一个m n的矩阵 plot x 命令为矩阵的 每一列画出一条线 共n条曲线 各曲线自动用 不同颜色显示 每条线的横坐标为向量1 m 例4 3 矩阵图形的绘制 如图4 3所示 x1 1 2 3 4 5 6 plot x1 x2 peaks 产生一个49 49的矩阵 plot x2 图4 3 a x1曲线 b x2曲线 Date 7 4 plot x y 绘制混合
4、式曲线 当plot x y 中x和y是向量或矩阵时 有几种情 况 n若x是向量 y是矩阵 x的长度 y的行或列数 x长度 y行数 则向量x与矩阵y的每列向量对应 画一条曲线 x的长度 y的列数相等 向量x与y的每行向量画 一条曲线 若y是方阵 则向量x与矩阵y的每列向量画一条曲 线 n若x是矩阵 y是向量 则y的长度 x的行数或 列数 绘制的方法与前一种相似 n若x和y都是矩阵 则大小必须相同 矩阵x的 每列和y的每列画一条曲线 Date 8 例4 4 混合式图形的绘制 x1 1 2 3 y1 1 2 3 4 5 6 plot x1 y1 长度与列相等 y2 1 2 3 4 5 6 plot
5、x1 y2 长度与行相等 plot y1 x1 plot y2 x1 x2 1 1 1 2 2 2 plot x2 y1 长度与行列相 等 Date 9 5 plot z 绘制复向量曲线 nplot z 中的参数z为复向量时 plot z 和 plot real z imag z 是等效的 以实部为横坐 标 虚部为纵坐标 例4 4续 下面程序画出的曲线和图4 4 e 中的 相同 z1 x2 i y1 plot z1 以实部为横坐标 虚部为纵坐标 Date 10 6 plot x1 y1 x2 y2 绘制多条曲线 nplot命令还可以同时绘制多条曲线 用多个矩 阵对为参数 每一对矩阵 xi yi
6、 均按照前面的方 式解释 例4 5 绘制三条曲线 如图4 5所示 nx 0 0 1 2 pi nplot x sin x x cos x x sin 3 x 画三条 曲线 图图4 5 三条曲线线 Date 11 4 1 2 绘制曲线的一般步骤P118 1 曲线数据准备 n二维曲线 横坐标和纵坐 标数据变量 n三维曲面 矩阵参变量和 对应的函数值 2 指定图形窗口和子图位置 n默认时 打开Figure No 1 窗口或当前窗口 当前子图 n也可以打开指定的图形窗 口和子图 3 设置曲线的绘制方式 n线型 色彩 数据点形 4 设置坐标轴 n坐标的范围 刻度和坐标 分格线 5 图形注释 n图名 坐标
7、名 图例 文 字说明 6 着色 明暗 灯光 材质处 理 仅对三维图形使用 7 视点 三度 横 纵 高 比 仅对三维图形使用 8 图形的精细修饰 图形句柄操 作 n利用对象属性值设置 n利用图形窗工具条进行设 置 Date 12 4 1 3多个图形绘制方式 1 指定图形窗口 默认 Figure No 1 窗口 第二次使用plot命令时覆 盖 需要多个图形窗口同时打开 使用figure语句 n语法 figure n 产生新图形窗 口 例 figure 1 figure 2 同时打开多个图形窗 口 2 同一窗口多个子图 如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的子图 可以在plot命令前加上subpl
8、ot命令 n语法 subplot m n k 使 m n 幅子图中的 第k幅成为当前图 Date 13 例4 6 用subplot命令画子图 例4 6 用subplot命令画四个子图 如图4 6 所示 x 0 0 1 2 pi subplot 2 2 1 2 2个子图 左上方为当前图 plot x sin x subplot 2 2 2 右上方为当前图 plot x cos x subplot 2 2 3 左下方为当前图 plot x sin 3 x subplot 2 2 4 右下方为当前图 省略逗号 plot x cos 3 x 图图4 6 四个子图图 Date 14 3 同一窗口多次叠绘
9、 语法 nhold on 使当前坐标系和图形保留 nhold off 使当前坐标系和图形不保 留 nhold 在以上两个命令中切换 说明 MATLAB会根据新图形的大小 重新改变坐 标系的比例 Date 15 例4 7 叠绘 例4 7 在同一窗口画出函数sinx在区间 0 2 的曲线和cosx在区间 的曲线 如图 4 7 a 所示 nx1 0 0 1 2 pi nplot x1 sin x1 nhold on nx2 pi 1 pi nplot x2 cos x2 图4 7 a 用hold on在同一窗口画出两条曲线 Date 16 4 双纵坐标图 语法 nplotyy x1 y1 x2 y2
10、 以左 右不同纵轴 绘制两条曲线 说明 左纵轴用于 x1 y1 数据 右纵轴用于 x2 y2 数据来绘制两条曲线 坐标轴的范围 刻度都自动产 生 n 例4 7续 用plotyy函数实现在同一图形窗 口绘制两条曲线 如图4 7 b 所示 nplotyy x1 sin x1 x2 cos x2 b 用plotyy在同一窗口画出两条曲线 Date 17 4 1 4 曲线的线型 颜色和数据点形 颜色数据点间连线数据点形 类型符号类型符号类型符号 黄色 品红色 紫 色 青色 红色 绿色 蓝色 白色 黑色 y Yellow m Magenta c Cyan r Red g Green b Blue w W
11、hite k Black 实线 默认 点线 点划线 虚线 实点标记 圆圈标记 叉号形 十字形 星号标记 方块标记 钻石形标记 向下的三角形标 记 向上的三角形标 记 向左的三角形标 记 向右的三角形标 记 五角星标记 六连形标记 o x s d v p h 表4 2 线线段 颜颜色与数据点形 a five pointed star Date 18 例4 8 线段类型 颜色和数据点 例4 8 用不同线段类型 颜色和数据点形画 出sin x 和cos x 曲线 如图4 8所示 nx 0 0 1 2 pi nplot x sin x r 用红色点划线画出曲线 nhold on nplot x cos
12、 x b o 用蓝色圆圈画出曲线 用点线连 接 图图4 8在同一窗口画出两条曲线线 Date 19 4 1 5 设置坐标轴和文字标注 1 坐标轴的控制 set gca xtick 0 0 5 4 set gca xtick 0 0 5 4 nplot命令根据所给的坐标点自动地确定坐标轴 的范围 用坐标控制命令axis 命令含义命令含义 axis auto使用默认设 置axis equal纵 横轴采用等长刻度 axis manual使当前坐标范围不变axis fill在manual方式下起作用 使坐标 充满整个绘图 区 axis off取消轴背景axis image纵 横轴采用等长刻度 且坐标
13、框紧贴 数据范围 axis on使用轴背景axis normal默认矩形坐标系 axis ij矩阵式坐标 原点在左上方axis square产生正方形坐标系 axis xy普通直角坐标 原点在左下方axis tight把数据范围直接设为 坐标范围 axis xmin xmax ymin ymax 设定坐标范围 必须满 足 xmin xmax ymin line1width get h line1 linewidth 获取曲线宽度 set h line1 linewidth 3 设置曲线宽度 h title get gca title 获取标题句柄 titlefontsize get h tit
14、le fontsize fontsize 获取字体大小 set h title fontsize fontsize 13 设置题字体大小 h text1 text pi 0 downarrow 画向下箭头 text1pos get h text1 position 获取文字位置 h text2 text text1pos 1 1 text1pos 1 2 0 025 exp x sin x 0 设 置文字位置 set h text1 fontsize 13 color red 设置字体大小 颜色 set h text2 fontsize 13 color red Date 62 示例 x 0
15、0 1 2 pi y sin x exp x h fig figure 1 h line plot x y h title title 曲线 h text gtext leftarrowsin x exp x set h fig color yellow set h line linewidth 8 set h title fontsize 20 color red set h text fontsize 22 color red set gca xgrid on set gca gridlinestyle Date 63 4 7 用户图形界面设计 4 7 1可视化的界面环境 n打开可视化界面
16、环境的方法有以下几种 1 选择菜单 File New GUI 命令 2 在命令窗口输入 Guide 命令或输入 Guide Filename 就会出现Guide快速开始界 面 如图4 44所示 图4 44 Guide快速开始界面 Date 64 Guide快速开始界面 n空白的可视化图形文件 Blank GUI Default 具有控件或坐标轴 菜单等的界面 Blank GUI Default 下面的 GUI with Uicontrols 等选项 M文件编 辑器 图形对 象面板 界面编 辑面板 对象 浏览器 属性 编辑器 菜单 编辑器 对象对 齐工具 图 4 45 可视化界面环境 Date 65 4 7 2 菜单 1 菜单编辑器 n Tools Menu Editor 或单击工具栏 Menu Editor 按钮 就会出现菜单编辑器窗 口 如图4 46所示 图图4 46 菜单编辑单编辑 器 Date 66 例4 31 例4 31 使用菜单编辑器创建菜单 n从头开始新建菜单 如图4 47 a 如果在已 存在的图形窗口中创建菜单 新建的菜单从最 右边添加 如图4 47 b 图4 47 a
