Sma11_Tim3's Studio.

MATLAB使用教程(九)

MATLAB
字数统计: 1.4k阅读时长: 5 min
2020/11/29 Share

做区块链的实验分析的时候，需要使用MATLAB做仿真实验。记录一下相关的教程。本文章转载至https://blog.csdn.net/qq_38431572

前期回顾

上期我们学习了如下的内容：

  1. 学习了二重积分的概念，以及应用的大概场景。
  2. 学会了如何在一个figure里面绘制多个图像
  3. 学会了如何在matlab中绘制图像、对目标区域填充颜色并命名标题
  4. 学会了怎么使用matlab的integral2计算二重积分
  5. 学会了怎么在matlab中声明（定义）一个函数句柄，或者说创建一个多元函数，以及怎么反解某个变量。
  6. 学会了怎么在matlab中绘制二维曲面的图像。

MATLAB数据可视化

绘图

绘制图形（二维）一般使用plot函数，这个函数一般能满足很多画图的功能了，比如我们能绘制一个函数图像：

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%% 使用plot绘图
clear all;
syms x;     % 声明一个符号x
x = 0:0.01:20;  % 给定范围
f = sin(x);   % 声明函数
figure;     % 打开绘图窗口
plot(f);    % 画图
title('y=sinx');

image-20201201111725549

里面的知识之前都涉及到了，大家还有没有印象。

除了绘制函数，也能绘制矩阵，还记得怎么定义一个矩阵吗？忘了的小伙伴们可以看下面的代码回忆一下

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%% 绘制矩阵图像
clear all;
A = [4 1 -2;
     2 2  1;
     3 1 -1];  % 定义一个矩阵
 figure;
 plot(A);
 title('一个矩阵');

大家不妨先设想一下，如果是你来设计软件，你怎么去绘制一个矩阵的图像呢？

在MATLAB中，它们的解决方案是使用折线图绘制矩阵，横坐标代表第几个，每一行用一条线表示，纵坐标表示某个横坐标处的高度，下面是绘制的图像：

image-20201201112013230

下面以函数为例，现在我感觉这个线不行，我想换成虚线、换成其他颜色，甚至我想用其他符号代替，怎么办呢？下面有个表格：

image-20201201112105824

假设我想用青色、虚线，用o画一条线，那么我的参数应该是这样的（参数在plot里面）：

‘—oc’或’o—c’或’c—o’或其他，不区分顺序，并且也可以省略其中任意个，例如我的程序：

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%% 使用plot绘图
clear all;
syms x;     % 声明一个符号x
x = 0:0.01:20;  % 给定范围
f = sin(x);   % 声明函数
figure;     % 打开绘图窗口
plot(f,'o--c');    % 画图
title('y=sinx o--c');

image-20201201112146518

在同一个figure里面绘制多个图形

我们经常遇到一些情况，需要在同一幅图里面比较多个函数，这就需要画在一起来对比，比如我们比较tanx和sinx和x在0-pi/2之间的大小时，这时候需要做如下处理，我们就能很轻易地看出tanx>x>sinx这个结论了（0<x<pi/2时）：

image-20201201112310097

此时的代码如下（范围我为什么不写pi/2呢，大家可以试一下，tanx在->pi/2时趋于无穷大）：

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%% 同时绘制多个函数在一起
clear all;
syms x;
x = 0:0.01:pi/3;  % 设置x的取值范围
% f = [sin(x);
%    tan(x);
%    x];  % 定义一个函数的矩阵
f = [sin(x);tan(x);x];
figure;
plot(x, f);

注意，这里我的plot的参数是两个，之前，参数是一个，只有一个 f 传了进去，其实，之前使用plot传递一个参数，画的图是一个向量的图，因为f 里面存储的是x区间对应的取值。

比如上面代码，x = 0:0.01:pi/3，意思是，在0-pi/3的范围中，从0开始，每隔0.01取值，所以x是一个一维的数组:

[0, 0.01, 0.02 ………………………….]

所以f 存储的仅仅是每个x 值对应的函数结果，而此时调用plot，绘制的是这个向量。

此时，我们使用 plot(x, f)，绘制的不再是向量了，而是一组坐标，第一个是横坐标，第二个是纵坐标，所以我们把x 放在第一个参数位置，f 放在第二个参数位置，如果上面代码中使用 plot(f, x)，则会是这样的图形：

image-20201201113622490

因为此时plot 将 f 作为横坐标，x 作为纵坐标来绘制图形，所以你会看到一个和上面的图像关于 y=x 对称的图像。

但是，plot(x, f) 绘图的本质仍然是对这 x 区间里的很多点的绘制。

我们使用x = 0: 0.5: pi/3 和 x = 0:0.001:pi/3 两种区间的图像是截然不同的：

image-20201201113449259

出现这种现象的原因，主要就是打点的问题了，在第一种里，x仅仅取到了三个点：

image-20201201113751892

而后面的 x = 0:0.001:pi/3 则取到了上千个打点处，

image-20201201113810687

而我们上数学课时也都知道，画的点越多，连接各点画出来的图形越光滑、精确，这就是这两个图像出现的原因。

本期小结

相比于前几期的内容，本期内容似乎有点轻松，但是我感觉也算是讲清楚了plot的用法（至少现阶段绝对是够用了，并且能准确的理解里面的内容），下面来小结一下吧：

  1. 学会了使用plot绘制一个向量
  2. 学会了使用plot绘制一个函数图像
  3. 学会了使用plot绘制一个矩阵的折线图
  4. 学会了绘制多个函数在同一个图像中
  5. 懂得了x 和函数 f 的实质内容
  6. 学会了定制绘图的曲线样式。

最后，希望大家都能一起进步，加油！！！

原文作者：Sma11_Tim3

原文链接：http://yoursite.com/2020/11/29/MATLAB使用教程(九)/

发表日期：November 29th 2020, 8:36:00 pm

更新日期：December 1st 2020, 11:41:05 am

版权声明：本文采用知识共享署名-非商业性使用 4.0 国际许可协议进行许可

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  1. 1. 前期回顾
  2. 2. MATLAB数据可视化
    1. 2.1. 绘图
    2. 2.2. 在同一个figure里面绘制多个图形
  3. 3. 本期小结
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