脑动力：MATLAB函数功能速查效率手册

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7.1.7  figure——创建窗口对象
【功能简介】创建图形窗口对象，可多次调用创建多个窗口，用句柄来区分不同窗口。
【语法格式】
+ t  }0 Q) x, _8 k1.figure或figure('PropertyName','PropertyValue')
- ~' }) S# N; w0 _figure利用缺省属性值创建新的图形窗口对象，后者利用指定的属性值来创建图形窗口对象。h=figure可得到图形句柄，句柄值显示在窗口的标题栏中。如果句柄为1，标题栏显示为Figure 1。
2.figure(h)
MATLAB中的绘图和图形设置函数只针对当前窗口，如果句柄h表示的图形已经存在，则将该窗口指定为当前活动窗口，如果不存在，则创建一个句柄为h的图形窗口并将其指定为当前活动窗口。
【实例7.7】创建两个图形窗口并画图。
. F% i! d, Z* o# y% M>> a=figure                %创建第一幅图形
a =
( J& Y. l# }: H; V( J     1
>> x=1:10;y=x;
+ K# [" U  [5 P7 e5 h>> plot(x,y);               
8 Z9 I3 w) a! F) x. e: p9 w>> b=figure;                %创建第二幅图形
- ~  A; G4 S" |5 J, O* \, W8 x>> plot(x,y.^2);
>> figure(a);grid on;        %为第一幅图添加网格线
执行结果如图7-7与图7-8所示。


7 {. T  L4 {4 V【实例分析】figure(a)指定第一个窗口为活动窗口，因此网格线的设置作用在第一幅图上。

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7.1.8  hold——图形保持
; D; _# v) ^/ ]9 k; {【功能简介】需要在同一窗口绘制多个内容，用hold on来保持原图形，否则原图形会被新图形覆盖。
2 w3 V  D; F( y$ E. `1 a6 z【语法格式】
hold on/hold off
发出hold on后，系统会在保持原图形的基础上添加新图形，hold off关闭保持。
【实例7.8】在同一窗口下绘制正弦和余弦曲线。
>> x=0:.02:2*pi;
>> y1=sin(x);
>> y2=cos(x);
/ y- z* J4 Z' T1 L& C>> plot(x,y1);
>> hold on;plot(x,y2);        %保持图形，继续绘图
执行结果如图7-9所示。
/ i* g* O/ G# |
【实例分析】利用hold on可以在同一窗口下绘制不同曲线，利用subplot可以在同一窗口下分割出不同区块分别绘制不同图形。

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7.1.9  fplot——描绘函数f(x)的曲线
  ?1 \; V+ u$ f8 @& g5 b) K【功能简介】在指定的范围内绘制出函数曲线。
" b) ?$ R9 C: Q% q【语法格式】
; ]) a9 F6 Z0 H0 O, H1.fplot(fun,limits)
在指定的范围limits内画出函数名为fun的曲线，其中limits是一个指定X轴范围的向量[xmin,xmax]或X轴和Y轴范围的向量[xmin,xmax,ymin,ymax]。fun的可能取值为M文件的函数名称、M文件函数或匿名函数句柄及可能传递给eval函数的带变量x的字符串，如'sin(x)'或'[sin(x),cos(x)]'。
对于向量x的每一个元素，函数f(x)必须返回一个行向量，如果输入x，f(x)返回向量[f1(x),f2(x),f3(x)]，那么当输入为x=[x1;x2]时，函数返回矩阵：
f1(x1) f2(x1) f3(x1)
- d, Q+ l" C4 s0 ~. d3 `" ^f1(x2) f2(x2) f3(x2)
+ D6 D* K) C; K& G4 A* W, B格式变体：
* a; J" }3 D3 y( \) r# w  R! k6 s        fplot(fun,limits,LineSpec)：用指定的线型LineSpec画出函数。
+ b9 b) E, I: Z0 [& O        fplot(fun,limits,tol)：用相对误差tol画出函数fun，默认误差为2e-3。
5 v3 `- H2 ?8 N  h  n        fplot(fun,limits,tol,LineSpec)：用指定的误差tol和指定线型LineSpec画出函数fun。
2.plot(fun,limits,n)
0 K1 a( E6 ?/ H$ ?当n≥1时，至少画出n+1个点，默认n值为1。最大步长不超过(1/n)*(xmax-xmin)。
* J" |4 Y2 W$ L% g& V3 y3.[X,Y]=fplot(fun,limits,…)
( ?6 m" _. a2 j+ Y; c返回横坐标与纵坐标的值赋给X和Y，此时 fplot不画出图形，若想画出，可调用命令plot(X,Y)。
【实例7.9】在指定范围内画出MATLAB自带函数和匿名函数的图形。
3 {% U* i4 Z) n5 K7 M' Z; R. r>> hmp=@humps;                                        %humps是MATLAB自带函数
5 |  K% x9 ]; _4 q; H1 c$ h7 k( D>> subplot(2,1,1);fplot(hmp,[0,1]);
5 y1 j" v9 l! W8 W/ F3 W>> sn=@(x) sin(1./x);                                %匿名函数f(x)=sin(1/x)
>> subplot(2,1,2);fplot(sn,[.01,.1]);;
执行结果如图7-10所示。

, Y8 s/ J8 L! s. j% M9 Y. S【实例分析】fun参数可以是函数句柄，也可以是M文件的函数名。

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7.2  特殊坐标图形
4 Q- _- z8 F) g1 H本节将介绍特殊坐标图形的绘制以及具有图形填充、图形缩放或其他修改功能的函数。特殊的坐标图形包括对数坐标图形、条形图、阶梯图、离散数据图、饼图等。
7.2.1  loglog——绘制双对数坐标图形
【功能简介】绘制双对数坐标图形。
【语法格式】
, F2 P3 Z4 o. P/ L% H& S: F# Y1.loglog(Y)
如果Y为实数，用每个值的索引与Y的每一列画出双对数图。
* ]2 [, v3 b3 r1 h6 ]' N0 y" |# m如果Y为复数，函数等价于loglog(real(Y),imag(Y))。
2.loglog(X1,Y1,…,Xn,Yn)
Xn与Yn成对出现，在同一坐标轴下按顺序对Xn和Yn画图。如果Xn或Yn其中一个为向量而另一个为矩阵，且向量长度与矩阵的行数或列数相同，则按照匹配的方向分解矩阵并画图。
  O& {8 X. U  Q! h4 t格式变体：
8 G4 o, w" D( e3 y. f. S; @        loglog(X1,Y1,LineSpec)：LineSpec参数指定了线型、标记符号和画线的颜色。
7 c+ }. p0 \8 G  {- g3.loglog(…,'PropertyName','PropertyValue')
0 L, f9 c- y  {对函数生成的图形目标对象按照指定的属性和属性值进行设置。
【实例7.10】绘制指数函数的双对数坐标图。
* P6 B7 C) w  m! W+ l/ d) x>> x=logspace(-1,2);
>> loglog(x,exp(x),'-s');grid on;        %指数函数
3 e# ]# N6 Q9 `执行结果如图7-11所示。

/ D- l4 X9 y; R$ }【实例分析】logspace(-1,2)表示在1e-1到1e2的区间中生成50个对数等分点。

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7.2.2  semilogx——单对数坐标
【功能简介】绘制X轴对数图形。
【语法格式】
& N" ]" O) _& l5 V- w1.semilogx(Y)
绘图时X轴刻度为以10为底的常用对数，Y轴为线性刻度。Y为实数时，用每个值的索引和Y的列来画图，Y为复数时，semilogx(Y)等价于semilogx(real(Y),imag(Y))。
2.semilogx(X1,Y1,…,Xn,Yn)
Xn与Yn成对出现，在同一坐标轴下按照顺序对Xn和Yn画图。如果Xn或Yn其中一个为向量而另一个为矩阵，且向量长度与矩阵的行数或列数相同，则按照匹配的方向分解矩阵并画图。
格式变体：
; \: b; h5 J; O1 o: H        semilogx(X1,Y1,LineSpec)：LineSpec参数指定了线型、标记符号和画线的颜色。
4 }4 t& M& F9 F8 w* c& D: h, a* p3.semilogx (…,'PropertyName','PropertyValue')
对semilogx函数生成的图形目标对象按照指定的属性和属性值进行设置。
0 a, [2 h: R+ k) ^0 C【实例7.11】用两种方法绘制以10为底的对数函数。
: [$ f5 w( T5 v5 P% s>> x=0:.1:5;
/ Y: x, T3 I) ^3 w" O& p>> subplot(2,1,1);plot(x,log10(x));                %用plot函数绘制对数
>> subplot(2,1,2);semilogx(x,log10(x));        %用semilogx绘制对数
, S0 T8 d1 @# a  p6 e+ ?执行结果如图7-12所示。
/ f  ?* o8 h% ~) @
【实例分析】semilogx函数将x轴用对数刻度显示。

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7.2.3  polar——绘制极坐标图
【功能简介】绘制极坐标图。
【语法格式】
1.polar(theta,rtho)
用极角theta和极径rtho画出极坐标图。theta为从x轴到指定矢量半径的夹角，单位为弧度，rtho为用数据空间单位指定的矢量半径。
  ~; Y6 ^) _0 q  l2.polar(theta,rtho,LineSpec)
LineSpec指定了画图的线型、标记符号和颜色。
【实例7.12】绘制简单的极坐标图。
>> t=0:.01:2*pi;
) z$ Q. v2 J3 C" N>> y=sin(5*t);       
$ h3 l$ @2 M7 u>> polar(t,y);        %绘制正弦函数y=sin(5x)的极坐标图
执行结果如图7-13所示。

6 q1 d4 L) `4 E8 X2 X' R  a& z2 V图7-13  y=sin(5x)的极坐标图
  C/ T5 J& l8 E【实例分析】sin(5x)在[0,2*pi]内有5个周期。

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7.2.4  bar和barh——二维条形图
8 ~/ O* f. k" }+ S) w. `【功能简介】画二维条形图。
【语法格式】
& c* L) q' r0 e1.bar(Y)
7 W- m6 n9 s- o$ U如果Y是一个向量，函数对Y中的每一个元素绘制直方图，如果Y是一个矩阵，函数将每一行作为一个向量绘制直方图，X轴上的值是向量中元素的索引。
( T: T, p8 B3 Q% J" `2.bar(X,Y)
1 @# N0 Y6 `. N$ f1 T) u; K在指定的X上绘制直方图，X可以是非单调的，但不能含有相同的值。
格式变体：
) a  X5 \& ~/ a' R7 B: s: F        bar(…,width)：width设置直方图的宽度，控制一组直方图之间的间隔。
$ p5 O. }7 K& s; [0 k5 M: ?# }        bar(…,style)：style指定绘制曲线的类型，可取'grouped'、'stacked' 和'histc'等值，默认为'grouped'。
3.barh(…)
barh语法格式与bar函数相同，bar绘制垂直直方图，barh绘制水平直方图。
【实例7.13】将同一组数据绘制成不同的直方图。
: T) z' \; ~2 T; j( j' a0 j>> a=round(rand(4,2)*10)
a =
     9     1
     1     3
- g' a6 \5 I& T6 U4 t; x/ v     9     5
     6    10
( Y% ~/ g7 L7 o. ]' g- k>> subplot(2,2,1);bar(a,'grouped');        %绘制grouped类型的垂直直方图
( D" f! ^; ^, T>> title('Group');
& D! x1 _4 L* \>> subplot(2,2,2);bar(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的垂直直方图
0 X% K: o) y1 L8 w+ d! y; |! s>> title('stacked');
>> subplot(2,2,3);barh(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的水平直方图
>> title('stacked');
>> subplot(2,2,4);bar(a,1.5');                %绘制线宽为1.5的垂直直方图
>> title('width=1.5');
执行结果如图7-14所示。

7 o. q5 a/ t5 j, T4 e
4 v+ q: ^3 l9 ^" W4 g图7-14  绘制直方图
【实例分析】在stacked类型直方图中，同一组直方图是堆叠在一起的。

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7.2.5  stairs——阶梯图形
9 s& u! u  t& n: i  Z: _! H, D; Q【功能简介】绘制阶梯图形。
【语法格式】
% |+ p2 `3 d% `9 |, g* y1.stairs(Y)
: W' J1 `7 ]8 s: W* D. W绘制矩阵Y中元素的阶梯图，对于矩阵的每一列绘制出一条横线。X轴上的值自动指定。
2.stairs (X,Y)
7 G$ C# U; [+ }4 M& W) u9 c/ {在指定的X上绘制Y中的元素。X与Y是长度相同的向量，或者Y为矩阵，X为向量，且满足length(x)=size(Y,1)。
格式变体：
        stairs (…,LineSpec)：LineSpec参数指定了曲线的线型、标记符号和画线的颜色。
【实例7.14】绘制正弦函数的阶梯图。
>> x=-2*pi:.3:2*pi;
>> stairs(x,sin(x));        %正弦函数的阶梯图
执行结果如图7-15所示。
1 e% ~" A* F4 I( O( Y/ }8 L5 I6 J( r) L
图7-15  正弦函数的阶梯图
+ R1 h, B8 b8 O【实例分析】stairs函数绘制的阶梯图可以方便地看出函数值的变化。
9 ]3 O/ W6 o2 i

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7.2.6  ezplot——隐函数图形绘制
$ H! S7 n+ C' `8 _# i3 N【功能简介】绘制隐函数图形。
% _4 v, r# |% @【语法格式】
1.ezplot(fun)
在默认区间[-2*pi,2*pi]上绘制一元函数f=f(x)的图形。fun可以是函数的字符串形式，也可以是函数句柄。
格式变体：
        ezplot(fun,[min,max])：在区间[min,max]上绘制函数f=f(x)的图形。
% X. Q$ J5 F- u& j  t$ D8 G, H8 ]2.ezplot(fun)
在默认区间[-2*pi,2*pi]上绘制函数f(x,y)=0的图形。fun可以是函数的字符串形式，也可以是函数句柄。
格式变体：
$ L( a* I  R! B6 z& L) {* ?        ezplot(fun,[xmin,xmax,ymin,ymax])：在x和y的指定区间[xmin,xmax]和[ymin,ymax]上绘制f(x,y)=0的图形。
        ezplot(fun,[min,max])：指定x和y的区间均为[min,max]。
5 d! a) v! Q6 s& n* ]+ n& Q  z4 y3.ezplot(funx,funy)
& |! i2 M" ]0 C8 @3 i  j在默认区间[0,2*pi]上绘制参数方程x=funx(t)和y=funy(t)的图形。
' ?) Y8 a% j3 q* o4 z, L格式变体：
        ezplot(funx,funy,[tmin,tmax])：在t的区间[tmin,tmax]上绘制参数方程的图形。
【实例7.15】隐函数绘制曲线。
6 z& w& {# C4 u1 E  G) J- r8 Y! R>> colormap([0,0,1]);                %设置线条颜色
>> subplot(2,2,1);
>> ezplot('x^2+y^2/3-9');                %绘制椭圆
>> subplot(2,2,2);
: Z9 X' P1 u7 |+ f& ~  c>> ezplot('x^2+y/3-2');                %绘制抛物线
4 b/ y1 F/ K$ y6 H3 ^3 J>> subplot(2,2,3);
" r5 K3 Y% o7 u+ D2 b" g>> ezplot('x^2-y^2-3');                %绘制双曲线
>> subplot(2,2,4);
>> ezplot('cos(t)','sin(t)^2');        %参数方程x=cos(t),y=sin2(t)
! M1 |2 d1 L/ C0 A执行结果如图7-16所示。

* p+ Z% J1 G$ i% c; z, \2 U图7-16  隐函数绘制曲线
【实例分析】参数方程的默认区间为[0,2*pi]，其余调用形式中自变量的默认区间为[-2*pi,2*pi]。

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7.2.7  fill——填充图形
& r. m& F/ m. S# {9 M【功能简介】填充二维多边形。
【语法格式】
0 f, t9 r6 t3 ^1.fill(X,Y,C)
$ C6 l; R5 o, N! j! v用X和Y中的数据创建多边形，用C指定的颜色填充。C为色图向量或矩阵。如果C为行向量，则要求C的长度等于X和Y的列数，如果C为列向量，则要求C的长度等于X和Y的行数。
" }1 m8 S" V" k3 d- [格式变体：
3 Q2 \$ i2 Y+ E/ \2 j! u* ^        fill(X1,Y1,C1,X2,Y2,C2,…)：指定多个要填充的区域。
2.fill(X,Y,ColorSpec)
9 M) S- j' S; C, N; s) V& j用ColorSpec指定的颜色填充指定的区域。
6 o) s9 ^- N/ V3 F: G3.fill(…,'PropertyName','PropertyValue')
0 ^0 p" U# q2 k0 W7 P允许用户对一个patch图形对象设置属性的属性值。
【实例7.16】填充一个六边形。
. a: [. k% [! L>> t=(0:1/6:1)*2*pi;
>> x=cos(t);
>> y=sin(t);
6 `2 O) w- [6 Y- {>> fill(x,y,'m');        %用品红色填充六边形
3 d8 F! p# l# R& \! E  K7 T' ]4 E  u执行结果如图7-17所示。
0 d  ^! h3 R; p7 v4 o* x" v
. N/ y  m4 k* x- l  U# L
图7-17  填充六边形
% s! `; w% M' w2 k; l7 b9 K【实例分析】x和y是两个向量，指定了一系列点，系统将这些点连接起来形成凸多边形。