實驗目的1掌握MATLAB的基本繪圖命令。2掌握運用MATLAB繪制一維、二維、三維圖形的方法。3給圖形加以修飾。一、 預備知識 1基本繪圖命令plotplot繪圖命令一共有三種形式： plot(y)是plot命令中最為簡單的形式，當y為向量時，以y的元素為縱坐標，元素相應的序列號為橫坐標，繪制出連線；若y為實矩陣，則按照列繪出每列元素和其序列號的對應關系，曲線數等于矩陣的列數；當y為復矩陣時，則按列以每列元素的實部為橫坐標，以虛部為縱坐標，繪出曲線，曲線數等于列數。 plot(x,y,linspec)其中linspec是可選的，用它來說明線型。當x和y為同維向量時，以x為橫坐標，y為縱坐標繪制曲線；當x是向量，y是每行元素數目和x維數相同的矩陣時，將繪出以x為橫坐標，以y中每行元素為縱坐標的多條曲線，曲線數等于矩陣行數；當x為矩陣，y為相應向量時，使用該命令也能繪出相應圖形。 plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)能夠繪制多條曲線，每條曲線分別以x和y為橫縱坐標，各條曲線互不影響。線型和顏色MATLAB可以對線型和顏色進行設定，線型和顏色種類如下：線：實線 ：點線 .虛點線 折線點：.圓點 +加號 *星號 x x型 o 空心小圓 顏色：y 黃 r 紅 g 綠 b 藍 w 白 k 黑 m 紫 c 青特殊的二維圖形函數表5 特殊2維繪圖函數二維圖形函數說明bar直方圖errorbar給圖形加上誤差范圍stem柄圖（又稱針狀圖）polar極坐標圖hist頻數累計柱狀圖rose極坐標累計圖stairs階梯圖fplot較精確的函數圖形fill實心圖feather羽狀圖compass矢量圖quiver向量場圖（又稱二維箭頭圖）1 直方圖在實際中，常會遇到離散數據，當需要比較數據、分析數據在總量中的比例時，直方圖就是一種理想的選擇，但要注意該方法適用于數據較少的情況。直方圖的繪圖函數有以下兩種基本形式。bar(x,y) 繪制m*n矩陣的直方圖。其中y為m*n矩陣或向量，x必須單向遞增。bar(y) 繪制y向量的直方圖，x向量默認為x=1:mclose all; %關閉所有的圖形視窗。x=1:10;y=rand(size(x);bar(x,y); %繪制直方圖。 Bar()函數還有barh()和errorbar()兩種形式，barh()用來繪制水平方向的直方圖，其參數與bar()相同，當知道資料的誤差值時，可用errorbar()繪制出誤差范圍，其一般語法形式為：errorbar(x,y,l,u)其中x,y是其繪制曲線的坐標，l,u是曲線誤差的最小值和最大值，制圖時，l向量在曲線下方，u向量在曲線上方。或用errorbar(x,y,e)繪制誤差范圍是y-e,y+e的誤差直方圖。下面看一個例子。x=linspace(0,2,20)*piy=sin(x)e=std(y)*ones(size(x); %設置誤差為原始數據的標準差。errorbar(x,y,e); %繪制以標準差為誤差范圍的誤差直方圖。 2 柄圖柄圖又稱火柴桿圖或針狀圖，主要用來繪制數位信號。該圖把每個數據點畫成一條直線，在直線未端用點表示數據，所以形象地稱作火柴桿圖或針狀圖（大頭針）。 繪制此圖形的函數為stem()函數，常用格式如下：stem(y) 向量y的值作為柄的長度從x軸延伸，x值自動產生，當y為矩陣時，每一行的值在同一個柄上生成。stem(x,y) 繪制x對y的列向量的柄圖。x和y可以是同樣大小的向量或矩陣，當x為行或列向量時，y行數必須與x的長度相同。stem(,fill) fill 參數確定是否填充柄的頭部stem(,linespec) linespec確定柄圖線的屬性，如線型，顏色及標記等。下面是繪制柄圖的一個簡單的例子。x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stem(x,y); %繪制柄圖 3 階梯圖和柄圖類似，stairs()函數也常用來繪制橫坐標是時間序列的數位信號，又稱階梯圖。不同的是stairs()函數繪制出的階梯圖其相鄰數據點間不用直線連接，而是相鄰兩點間的值全取起點數據的值，該函數的常用語法格式與stem()函數類似的有：stairs(y)stairs(x,y)stairs(,linespec)變量的含義與stem()函數類似。Stairs()函數畫出階梯圖例子如下所示：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y); %繪制函數y的階梯圖title(stair函數) 4 餅圖餅圖與直方圖的功能類似，都表示資料中某個分量在總量中所占的比例，它的基本命令格式為：pie(x) 繪制向量x的餅圖，x中的值被x/sum(x)規范化以確定餅圖中每一片的大小。如果sum(x)1，則只畫出餅圖的一部分。pie(x,explode) 用來從x的餅圖中去掉explode向量表示的片，explode必須與x大小相同。explode向量被置1的分量對應片與此餅圖分開。pie(x,label) 用來標注餅圖中片的名稱。下面是一個用函數繪制餅圖的例子。x=11.4,23.5,35.4,15.6; %某工廠4個季度的生產量。explode=zeros(size(x); %生成零向量。c,offset=min(x); %c=1,求最小值的下標offset,c=1。explode(offset)=1; %指定占比例最小的一塊和整個餅分離。pie(x,explode); %繪制有分離的餅圖。5 頻數累計柱狀圖頻數累計柱狀圖主要用于在笛卡爾坐標系中統計在一定范圍內數據的頻數，并用柱狀圖表示出來，可用大量的資料顯示其分布情況和統計特性。函數hist()的常用語法格式為：n=hist(y) 把y向量中的數據等劃分為10個區間進行統計，最后畫出10個柱形。如果y為矩陣，則按列計算。n=hist(y,x) 其中y為要統計的。當x為標量時，x指定了統計的區間數；當x為向量時，以該向量中各元素為中心進行統計，區間數等于x向量的長度。n=hist(y,n) 其中n為要繪出的柱形數。下面是柱形圖的一個例子。x=randn(5000,1); %產生5000個m=0,s=1，的高斯亂數hist(x,20); %20代表長條的個數。6極坐標圖極坐標圖在工程計算中應用十分廣泛，MATLAB用polar()函數繪制極坐標圖，函數的常用語法格式為：polar(theta,rho) 用角度theta對極半徑rho作圖。其中theta必須用弧度表示，如用角度需先轉換。polar(theta,rho,s) theta與rho同前，s為曲線使用的線型。應用如下，得到的結果如圖所示。theta=linspace(0,2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta,r);title(極坐標圖) 另外，還可以用rose()函數在極坐標系中繪制頻數累計柱狀圖角度直方圖（又稱玫瑰圖）。rose和hist很接近，只不過是將數據大小視為角度，數據個數視為距離，并用極坐標繪制表示。該函數的常用語法格式為：rose(theta) 用相角theta繪制角度直方圖rose(theta,nbins) 其中nbins是一個整數，把0-2分成等份，默認值為20。rose(theta,x) 其中x是一個向量，用theta對向量x作圖。接下來繪制離散隨機序列的角度直方圖。x=randn(1000,1);rose(x);title(隨機序列的角度直方圖)運行后的結果如圖所示。 二、 實驗內容與步驟1創建一個55魔方矩陣，并畫出表示這個矩陣的圖形。在命令區輸入：A=magic(5);plot(A)2在同一坐標軸里繪出y=sin(x)，z=cos(x)兩條曲線。在命令區輸入：x=linspace(0,2*pi,50);y=sin(x);plot(x,y)hold onz=cos(x);plot(x,z)hold off 3.畫出y=x的曲線（x（-5，5）。在這曲線上加入相同區間里的y=的曲線，并且要求采用綠色折線標識。在命令區輸入；x=linspace(-5,5,100); y=x.2; plot(x,y)hold on z=x.(1/3); plot(x,z,g-) hold off 4在同一窗口，不同坐標系里分別繪出y1=sinx，y2=cosx，y3=cinh(x)，y4=cosh(x)4個圖形。在命令區輸入：x=linspace(0,2*pi,30);subplot(2,2,1);plot(x,sin(x);subplot(2,2,2);plot(x,cos(x);subplot(2,2,3);plot(x,sinh(x);subplot(2,2,4);plot(x,cosh(x); 5繪制一個三維曲線x=cosp，y=sinp，z=p。在命令區輸入：p=0:pi/10:20*pi;x=cos(p);y=sin(p);z=p;plot3(x,y,z) 三、 練習1.畫出橫坐標在（-15，15）上的函數y=cosx的曲線。2.用圖形表示離散函數y=|(n-6)|，并加入網格。3.用圖形表示連續調制波形y