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。
( J+ g$ _. r* E8 Q【语法格式】
7 a7 J/ F2 r" L* C2 @1.figure或figure('PropertyName','PropertyValue')
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。
4 ]/ [0 i/ w2 U" K: i$ ~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。
/ N0 E8 g8 A3 w- }>> a=figure                %创建第一幅图形
) r, w$ x& y( g" ?7 L% H$ ~3 la =
* R+ z5 ?) w# J+ c6 T! A# R* v     1
>> x=1:10;y=x;
5 v9 {$ P+ y' q0 L- Q( d9 e>> plot(x,y);               
6 Z* l* q0 u8 n- o4 h6 p; i: R# X* Y>> b=figure;                %创建第二幅图形
>> plot(x,y.^2);
>> figure(a);grid on;        %为第一幅图添加网格线
4 t( C5 i" N5 D- V4 G执行结果如图7-7与图7-8所示。
  S. l1 ^; z4 K& N6 x8 M! y' [

1 V, f  ]* ^# F1 n1 e) C% ?【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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) l) u. i9 J  f6 y; s* p8 X5 ^& c6 T 7.1.8  hold——图形保持
/ m/ l  _& [: x% i【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。
; E( u- p6 O! h【语法格式】
8 P! P. x7 x1 b5 s$ }) Chold on/hold off
2 q% K: ?0 K9 ?! c$ l9 T% M1 Q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。
: }' t  A! ?" Q/ D( ~9 y) B【实例7.8】在同一窗口下绘制正弦和余弦曲线。
; k& f0 ^3 f/ a7 N9 f: u7 t2 t* ^+ x>> x=0:.02:2*pi;
+ H' c* X0 c9 m0 n; D# \' J+ l>> y1=sin(x);
# u* X( f+ k2 L; |( Q8 o>> y2=cos(x);
% X* @! V+ o8 Y. L" E>> 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。
- E5 X1 R: G2 C( `
- g$ e. q, D) P! ~1 N0 V: N【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
2 i7 U: l9 O2 I" w; z【功能简介】在指定的范围内绘制出函数曲线。
【语法格式】
% Z! w) x# r& d5 q7 M2 Y0 B1.fplot(fun,limits)
% l  X( k$ @# X( t) ]" n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：
  b1 c# W7 G6 [) E2 w( Cf1(x1) f2(x1) f3(x1)
f1(x2) f2(x2) f3(x2)
格式变体：
        fplot(fun,limits,LineSpec)：用指定的线型LineSpec画出函数。
. E, B3 a- Z: H: I0 g        fplot(fun,limits,tol)：用相对误差tol画出函数fun，默认误差为2e-3。
/ {( ?3 |/ E; m) Q7 n& \1 r5 G        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)
- `' F9 k+ L  V' M1 ?# Y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)。
4 A, X+ e& H0 j0 Q. B* a1 J% w# B, s3.[X,Y]=fplot(fun,limits,…)
! f( G& g5 h6 }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。
& q/ G# U& o! s3 ]% T; i>> hmp=@humps;                                        %humps是MATLAB自带函数
>> subplot(2,1,1);fplot(hmp,[0,1]);
: [, Q0 E; u& d: f$ `6 a>> sn=@(x) sin(1./x);                                %匿名函数f(x)=sin(1/x)
>> subplot(2,1,2);fplot(sn,[.01,.1]);;
/ h) s# t% z! N7 a- Z+ b. U, l3 Y执行结果如图7-10所示。
# n  V2 g7 c" R' f; C& |
2 V3 f! F- C2 {$ F6 R【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
( Y& @2 Z# O. D: g' o# {% e4 v" V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】
7 W! v/ t1 O% [# E$ b. v1.loglog(Y)
* P/ {. M8 o" f8 B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。
如果Y为复数，函数等价于loglog(real(Y),imag(Y))。
2.loglog(X1,Y1,…,Xn,Yn)
, f/ T; |/ y) |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。
5 j2 r" T( m$ G& T7 W( {9 Z格式变体：
        loglog(X1,Y1,LineSpec)：LineSpec参数指定了线型、标记符号和画线的颜色。
3.loglog(…,'PropertyName','PropertyValue')
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。
4 }& F" ?) w0 f  [>> x=logspace(-1,2);
>> loglog(x,exp(x),'-s');grid on;        %指数函数
执行结果如图7-11所示。

【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
" P; u8 y/ w; |. M2 c* y% r【功能简介】绘制X轴对数图形。
  i- T( |2 p4 z+ f【语法格式】
1.semilogx(Y)
4 c6 x" O) Z4 e1 W& V$ O" h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))。
- `# ]9 h' Q6 H$ ]0 `2.semilogx(X1,Y1,…,Xn,Yn)
- ?" G& q5 `; P0 B* ?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：
1 u' G6 a" v4 r        semilogx(X1,Y1,LineSpec)：LineSpec参数指定了线型、标记符号和画线的颜色。
3.semilogx (…,'PropertyName','PropertyValue')
/ X; J; [0 z9 e, B4 G3 O- m( l, u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。
【实例7.11】用两种方法绘制以10为底的对数函数。
>> x=0:.1:5;
4 d! L- H  ?9 F>> subplot(2,1,1);plot(x,log10(x));                %用plot函数绘制对数
  a9 g2 P" _' {. U1 }>> subplot(2,1,2);semilogx(x,log10(x));        %用semilogx绘制对数
执行结果如图7-12所示。

0 q. `; W2 {- {8 j【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。
( @0 a4 X7 e0 w& y' Q' d# v【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。
2.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。
4 L: c! C8 q; ^# T0 s>> t=0:.01:2*pi;
$ q# j5 k4 v' P& B  }>> y=sin(5*t);       
>> polar(t,y);        %绘制正弦函数y=sin(5x)的极坐标图
. u& s/ W' f2 x+ u执行结果如图7-13所示。

图7-13  y=sin(5x)的极坐标图
【实例分析】sin(5x)在[0,2*pi]内有5个周期。
& _3 s# G9 M6 C/ @9 h

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7.2.4  bar和barh——二维条形图
【功能简介】画二维条形图。
  S2 T" p! \2 F$ C【语法格式】
1.bar(Y)
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。
# J) X+ |) {: \0 Z% r2.bar(X,Y)
/ O- R* U+ E, [% J, C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。
! u# k7 b4 X/ Q* H/ S$ U. U格式变体：
* a( h0 Y) K  p# {1 b2 A. u' c0 ^/ m        bar(…,width)：width设置直方图的宽度，控制一组直方图之间的间隔。
* a  k7 s/ c% [* w        bar(…,style)：style指定绘制曲线的类型，可取'grouped'、'stacked' 和'histc'等值，默认为'grouped'。
7 X' H5 p& L! |3.barh(…)
+ l2 M0 u# A3 xbarh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。
7 V9 k" ^) e0 u1 C【实例7.13】将同一组数据绘制成不同的直方图。
7 u( l* X% r* L! A% @$ w7 e5 o>> a=round(rand(4,2)*10)
+ j5 x3 f8 u- |9 i: Sa =
     9     1
     1     3
$ T+ \& ?/ `4 G$ k, F( m     9     5
5 o* K' y3 W2 b9 d' n5 U     6    10
>> subplot(2,2,1);bar(a,'grouped');        %绘制grouped类型的垂直直方图
>> title('Group');
2 Q# s! q% F3 h7 B8 v+ D. R$ Q>> subplot(2,2,2);bar(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的垂直直方图
( l% u/ ^$ U- b- ^5 m9 [>> title('stacked');
: k5 y/ H% l9 e, B. E& ]+ m>> subplot(2,2,3);barh(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的水平直方图
/ ~+ ?% }8 ?+ v2 X>> title('stacked');
>> subplot(2,2,4);bar(a,1.5');                %绘制线宽为1.5的垂直直方图
* s( X8 t8 x8 m3 s>> title('width=1.5');
- B, d4 A) ^) P3 h0 z1 t9 S; Y执行结果如图7-14所示。
4 |! Z/ {, }& u5 x5 l* G' c  ?+ f

& ?) |) I1 E/ D7 o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
6 m; d  ^( s9 k& i$ v5 I6 f【功能简介】绘制阶梯图形。
8 D5 n$ H$ K* |【语法格式】
) t9 Y0 z0 A6 \$ [! Y1.stairs(Y)
- T# P, D2 |) {( S/ [2 Q8 q8 u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。
; Q. F* [# F/ A" ^- i2 s7 P2.stairs (X,Y)
6 p& o! ]# V; Q2 D- @8 w1 H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)。
9 u1 m8 C0 m4 j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;
4 v! e2 \0 E& w" ]>> stairs(x,sin(x));        %正弦函数的阶梯图
执行结果如图7-15所示。
/ @, L. s8 E- S  a# [
& }8 R7 ?& [9 ?图7-15  正弦函数的阶梯图
% D: K7 }. }; a+ Y# l5 ?: U【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。
" g- H5 @! q; ]: p

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7.2.6  ezplot——隐函数图形绘制
【功能简介】绘制隐函数图形。
6 H  K% h2 {9 |( I$ `! [) M【语法格式】
6 u  S9 ~, r4 N: n5 W) h1.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：
% G& ]( `" a2 b, G5 `* a  D$ E        ezplot(fun,[min,max])：在区间[min,max]上绘制函数f=f(x)的图形。
2.ezplot(fun)
+ w; H! f- E8 P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。
9 i, u9 M+ K, S, b  N5 W4 o3 R格式变体：
/ s( w. U! L0 w        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。
% B+ y" Z/ u5 m        ezplot(fun,[min,max])：指定x和y的区间均为[min,max]。
3.ezplot(funx,funy)
) ^( t7 n( u5 X& p, n' g( O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。
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。
1 m3 a  a( V. F【实例7.15】隐函数绘制曲线。
* E- Q: H* Z, t4 H  S>> colormap([0,0,1]);                %设置线条颜色
( `6 @2 u2 K+ T3 }% {/ m# G- m>> subplot(2,2,1);
>> ezplot('x^2+y^2/3-9');                %绘制椭圆
' v% n8 w- d8 |( v/ j9 i9 U>> subplot(2,2,2);
" d+ M" T& D; v5 `, ~3 }6 a6 N" l5 i6 p>> ezplot('x^2+y/3-2');                %绘制抛物线
2 R  t( t+ t& O$ x4 o( e  R>> subplot(2,2,3);
>> 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)
3 r$ o5 J+ P4 p执行结果如图7-16所示。
, W- a6 [/ y; c$ s8 D1 @
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
【功能简介】填充二维多边形。
【语法格式】
3 c& ^3 \6 ?2 y) _  S1.fill(X,Y,C)
: K4 t/ o( |, g3 D1 _4 R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。
格式变体：
9 M9 e% h; {0 t( z8 s2 n        fill(X1,Y1,C1,X2,Y2,C2,…)：指定多个要填充的区域。
2.fill(X,Y,ColorSpec)
% z$ e3 u7 c8 b! [( ~用ColorSpec指定的颜色填充指定的区域。
3.fill(…,'PropertyName','PropertyValue')
8 f8 u+ z% c. P0 c$ e允许用户对一个patch图形对象设置属性的属性值。
' x5 V9 T- @4 Y. G: F' A- J4 |【实例7.16】填充一个六边形。
>> t=(0:1/6:1)*2*pi;
' ?( m% I* `3 e6 }9 B  A>> x=cos(t);
>> y=sin(t);
7 ~+ a* m9 d' k( x8 ~' y6 U>> fill(x,y,'m');        %用品红色填充六边形
执行结果如图7-17所示。

# ]) e% E* r3 @
图7-17  填充六边形
* d+ [' }1 q' \1 n" p6 ~6 J- Q* r【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。