【MATLAB】plot函数详解

一、plot函数语法

plot(x,y,s)

二、用坐标绘制图形

        先看plot函数的基础部分：

plot(x,y)

        其中，x为横坐标，y为纵坐标。若要index.php/tags-602.html" class="superseo">使用plot函数绘制线段，首先需要给定x、y的值。

        给变量赋值的语法为：

变量名 = [值1 值2 ... 值n];

        因此，若要表示点A(1,1)和B(2,2)，对应的语法为：

x = [1 2];
y = [1 2];

        注意：句尾分号的作用为不显示结果，不加分号则显示本行的结果。

        用plot函数绘制线段AB，语法为：

x = [1 2];
y = [1 2];
plot(x, y)

        效果如下：

        可以看到，通过使用plot函数，我们已经绘制了AB线段。但仔细观察我们发现，虽然线段在x、y轴上的长度都是1，可是实际的长度并不相同。为此，我们可以添加一条axis equal语句来使图像的x、y轴的比例相同：

x = [1 2];
y = [1 2];
plot(x, y)
axis equal;

        现在我们看到，添加axis equal语句后，x、y轴的刻度范围不一定相同，但比例是一定相同的。现在，若要画一条折线ABC，C的坐标为(3,1)，可以分别给x、y添加一个新值：

x = [1 2 3];
y = [1 2 1];
plot(x, y)
axis equal;

        运行，结果为：

        现在，若要绘制一个三角形ABC，还需要将折线的首尾相连：

x = [1 2 3 1];
y = [1 2 1 1];
plot(x, y)
axis equal;

        运行，结果为：

        四边形、五边形、...  、n边形也是同理。现在尝试画一个五角星：

x = [3 5 7 2 8 3];
y = [3 9 3 7 7 3];
plot(x, y)
axis equal;

        结果为：

        图像的大概形状差不多，但还不是一个标准的五角星。下面介绍画图的第二种方法。

三、用函数绘制图形

        若想要用函数绘制图形，需要先设置自变量x的范围、y关于x的函数关系式或x、y的参数方程。

        方法一，使用y关于x的函数关系式：

        首先来看定义变量x的范围的语法：

x = 初始值:步长:最终值；

        初始值和最终值很好理解，步长的意思是从初始值到最终值的这条线上，每隔多长距离选取一个点。若步长为1，则代表，每隔1个单位长度选取一个点。在书写y关于x的关系式的时候，乘号不能省略。并且在matlab中，每个数都是一个矩阵，矩阵的幂运算用“^”运算符，涉及变量的幂运算时，要使用“.^”运算符。

        下面，我们来绘制一条x在[1,10]上，y=2x的直线：

x = 1:1:10;
y = 2*x;
plot(x, y)
axis equal;

         运行效果如下：

        学会如何绘制直线后，我们来学习如何绘制曲线。下面我们来尝试画一个圆：

        我们知道，圆的一般方程是(x-a)²+(y-b)²=r²，那么圆心在(2,2)，半径为1的圆的一般方程为：(x-2)²+(y-2)²=1。整理得：y关于x的函数关系式为：y=√1-(x-2)² + 2。编写程序为：

x = 0:0.5:5;
y = sqrt(1-(x-2).^2)+2;
plot(x, y)
axis equal;

        运行结果为：

         为什么图像是这样呢？两侧是直线的原因是，圆心在(2,2)，半径为1的圆，x的范围只能在[1,3]之间，因此其他位置是直线。不像圆的原因是，步长0.5对于这个图形来说太大了，应该缩短步长，才更接近于曲线。图像只有半个圆的原因是，根号下不能小于零，所以y的值只能大于等于零。现在我们来修改一下程序：

        （注：绘制多个图像直接在plot函数的括号中再加一对x、y即可）

x = 1:0.01:3;
y1 = sqrt(1-(x-2).^2)+2;
y2 = -sqrt(1-(x-2).^2)+2;
plot(x, y1, x, y2)
axis equal;

         运行结果为：

        很好！这样看起来就像一个圆了！由此我们可以得知，步长越短，图像越接近于曲线。我们再来尝试第二种方法——参数方程：

        我们知道，圆的参数方程为：

                x = a + rcosθ

                y = b + rsinθ

        这次，我们来绘制圆心为(1,1)，半径为2的圆。这次我们要先设置一个变量theta，代码如下：

theta = 0:pi/100:2*pi;
x = 1+2*cos(theta);
y = 1+2*sin(theta);
plot(x, y)
axis equal;

        运行效果如下：

        和预期的完全一致！看来你已经学会了第二种方法！

        最后，我们来解决刚刚绘制五角星的问题。点围绕圆一共转了两圈，步长为4/5π。所以代码为：

theta = 0:4/5*pi:4*pi;
x = 1+2*cos(theta);
y = 1+2*sin(theta);
plot(x, y)
axis equal;

         运行效果为：

        已经是标准的五角星了！现在只需要旋转适当的角度就可以使五角星正过来：

theta = pi/10:4/5*pi:4*pi+pi/10;
x = 1+2*cos(theta);
y = 1+2*sin(theta);
plot(x, y)
axis equal;

        运行效果为：

        完美！接下来我们学习plot函数的更多用法：

四、绘制样式更丰富的图形

        plot(x,y,s)函数的s部分可以设置线的颜色、点的形式、线的形式。s部分要用单引号(' ')引起来。

        1、设置线的颜色：

                b（bule）：蓝色

                g（green）：绿色

                r（red）：红色

                c（cyan）：青色

                m（magenta）：洋红色

                y（yellow）：黄色

                k（black）：黑色

                w（white）：白色

        2、设置点的样式：

                .（点）

                o（圈）

                x（x标记）

                +（加号）

                *（星号）

                s（正方形）

                d（菱形）

                v（下三角）

                ^（上三角）

                （右三角）

                p（五角星）

                h（六角星）

        3、设置线的样式：

                -（实线）

                :（点线）

                -.（点虚线）

                --（虚线）

                (none)（隐藏线）

        例如，要绘制红色，点为五角星，线为点虚线的线，语法为：

x = [1 2];
y = [1 1];
plot(x, y, 'rp-.')
axis equal;

         运行结果为：

本章完。

感谢阅读！