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。
3 X, a  u, E: Y4 l【语法格式】
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。
) M9 q) r( \. z& A  F- t' c0 M8 j2.figure(h)
3 Y0 I) P) e* |% O. SMATLAB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。
>> a=figure                %创建第一幅图形
a =
. N1 n. M- E) O3 q9 p     1
7 G/ s, f" v4 n>> x=1:10;y=x;
>> plot(x,y);               
0 g/ q- Z. w3 ~/ A6 Y! h>> 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
执行结果如图7-7与图7-8所示。
+ [" D& W5 u. s0 Q+ ~. }9 L3 O

0 a+ G) ?& u5 p. o& X4 C' l  g: a7 J【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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. z) a6 Q9 `7 m 7.1.8  hold——图形保持
【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。
/ U# @- k+ ~3 e【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;
1 a' q6 [2 U- E- a>> y1=sin(x);
>> y2=cos(x);
5 r! F2 d2 i$ k  m>> plot(x,y1);
& |. C" h% b2 I>> hold on;plot(x,y2);        %保持图形，继续绘图
执行结果如图7-9所示。
4 F* f1 x) X$ w
6 s  j# r. t, a9 \3 `9 d. H【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
【功能简介】在指定的范围内绘制出函数曲线。
5 n, o5 ~5 r% z2 e, L【语法格式】
1.fplot(fun,limits)
  ?' S6 ]# V& m' n; p; E! z  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：
, i+ R  w, D# g( i  |; ff1(x1) f2(x1) f3(x1)
  y0 X$ o, @4 `7 e6 ]7 z6 G; C. \f1(x2) f2(x2) f3(x2)
% \& s) O' X; `$ E2 C; Y6 t3 Y8 p: {格式变体：
        fplot(fun,limits,LineSpec)：用指定的线型LineSpec画出函数。
6 s3 X  {7 D! Y/ N6 d3 }        fplot(fun,limits,tol)：用相对误差tol画出函数fun，默认误差为2e-3。
1 p& Q6 i. v: k        fplot(fun,limits,tol,LineSpec)：用指定的误差tol和指定线型LineSpec画出函数fun。
  b/ C& ?2 y- h+ t/ C2.plot(fun,limits,n)
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)。
9 J6 g6 o& l9 D; L# ?3.[X,Y]=fplot(fun,limits,…)
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。
5 s. T. W& s6 l) X2 g) B0 O' i$ ?/ j>> hmp=@humps;                                        %humps是MATLAB自带函数
>> subplot(2,1,1);fplot(hmp,[0,1]);
% F* E3 n, x0 g>> 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。

+ F* e' r, \0 `1 T7 A( g: R4 J【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
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。
% M1 j7 T" x$ H- O. V2 k7.2.1  loglog——绘制双对数坐标图形
8 t/ N. S5 w0 J: Z7 l【功能简介】绘制双对数坐标图形。
1 I" h  n1 Y( p- v; Z2 E【语法格式】
1.loglog(Y)
# g1 e; Z/ B  C: I$ ?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。
4 k5 J: ?8 s9 {% K: @1 J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。
7 d( m7 f& M9 @7 I# M格式变体：
8 r8 G3 S& s0 }8 ], r" S0 J        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')
$ t( i8 {$ h0 l' q0 J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。
+ Z, Z" M, J9 T% m2 `7 n【实例7.10】绘制指数函数的双对数坐标图。
1 N+ F* k, l4 ?' }5 k>> x=logspace(-1,2);
8 g! ~" p( @6 R/ [7 N7 R>> loglog(x,exp(x),'-s');grid on;        %指数函数
执行结果如图7-11所示。

) V3 b& U! o1 i6 }9 }【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
/ G% ^* S  k4 w& O【功能简介】绘制X轴对数图形。
5 X, m6 H( D! R' |【语法格式】
1.semilogx(Y)
5 u1 m- e  ^6 {5 b' ]( t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))。
" r, K; i7 V/ q2 o# Z0 s4 z0 b1 G2.semilogx(X1,Y1,…,Xn,Yn)
" X$ o# w* u: LXn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：
        semilogx(X1,Y1,LineSpec)：LineSpec参数指定了线型、标记符号和画线的颜色。
9 M' }0 z4 o# x2 h5 |1 b3.semilogx (…,'PropertyName','PropertyValue')
. n% _7 Y, E# t! b) j0 {' o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。
% g* m. W" f, I+ @* k) {7 M5 e【实例7.11】用两种方法绘制以10为底的对数函数。
( g6 H7 H; o3 o. k) Y  s+ ^4 c>> x=0:.1:5;
>> subplot(2,1,1);plot(x,log10(x));                %用plot函数绘制对数
4 g: [$ a! E8 |4 Y; z  F>> subplot(2,1,2);semilogx(x,log10(x));        %用semilogx绘制对数
4 O) C- a3 Y3 j0 }6 H& u" h# f执行结果如图7-12所示。

: X* \- E7 r5 T- J' A【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。
- W8 H5 A* O1 B6 [- ~5 K) f, Y【语法格式】
0 ~  b; I6 C$ w) }1.polar(theta,rtho)
  Z/ t( z8 C3 x# W3 k9 C8 n) I$ M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。
$ m' X4 \2 ^5 o% f2.polar(theta,rtho,LineSpec)
LineSpec指定了画图的线型、标记符号和颜色。
/ B. a$ x3 B& ^' h* B! J! |9 B【实例7.12】绘制简单的极坐标图。
>> t=0:.01:2*pi;
>> y=sin(5*t);       
>> 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。
0 @) Q9 i1 s; t
图7-13  y=sin(5x)的极坐标图
( @- E. m5 p+ O- N. F【实例分析】sin(5x)在[0,2*pi]内有5个周期。
, L  k( E; g0 m

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7.2.4  bar和barh——二维条形图
3 f: O* I- ?7 M) a4 b/ V【功能简介】画二维条形图。
【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。
2.bar(X,Y)
7 p: V! z' u3 r0 E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。
- o6 r+ p& C" e- M/ n3 z% o0 F: f3 r7 W格式变体：
- r; U5 P5 v  A! P. b8 y8 }2 f5 a; ~        bar(…,width)：width设置直方图的宽度，控制一组直方图之间的间隔。
2 k" k$ |2 t& r8 C        bar(…,style)：style指定绘制曲线的类型，可取'grouped'、'stacked' 和'histc'等值，默认为'grouped'。
; s: Q6 X$ T# j, P: ^0 K3.barh(…)
  F: x% @( @# Dbarh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。
$ z# g; O2 T& I6 F【实例7.13】将同一组数据绘制成不同的直方图。
" ~/ h- F5 K- d8 \1 N/ E>> a=round(rand(4,2)*10)
! T/ P( w9 w$ i  E0 F  Da =
     9     1
     1     3
     9     5
9 O  T& ~) n5 |1 n  [& [     6    10
: T: n# I; I* U+ p>> subplot(2,2,1);bar(a,'grouped');        %绘制grouped类型的垂直直方图
. K4 V3 O( j" p& u, q; P>> title('Group');
>> subplot(2,2,2);bar(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的垂直直方图
>> title('stacked');
0 R6 R: k- d" [7 H! f, ~>> subplot(2,2,3);barh(a,'stacked');        %绘制'stacked'类型的水平直方图
) }! n! l& v- z, a' q3 z>> title('stacked');
; k1 E2 L9 ^2 B>> 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。

: L! j) L" G3 f* l
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。
; V, B" Y0 \& ~8 j& m& b

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7.2.5  stairs——阶梯图形
7 a! k( ^9 R  d" c" v5 L0 t* }【功能简介】绘制阶梯图形。
2 g9 _: Y3 U, R/ P$ u2 o【语法格式】
3 `' o8 n. D5 E9 m1.stairs(Y)
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。
. s8 x" ]0 u5 g2.stairs (X,Y)
. J& X* y; f  \) f6 d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)。
8 v. V0 N) w: J/ m/ Z格式变体：
' e, l  z+ K1 l% R% {( M+ H' J        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;
; P7 P) A# P' P- }0 D; b9 r' ~: B>> stairs(x,sin(x));        %正弦函数的阶梯图
9 G, N/ P" W) ?7 i9 x执行结果如图7-15所示。

: K- U, R  D8 R+ C% A图7-15  正弦函数的阶梯图
【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。

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7.2.6  ezplot——隐函数图形绘制
: }% O3 d% G: T' M【功能简介】绘制隐函数图形。
【语法格式】
/ r3 f4 E1 [4 M, v; N. R1.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。
8 h" E* S. g+ v! t( \) D格式变体：
1 @6 P3 u8 Q/ Z0 p9 ~        ezplot(fun,[min,max])：在区间[min,max]上绘制函数f=f(x)的图形。
2.ezplot(fun)
0 O9 X# p( p! [$ z$ v; ~% r& S. X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。
" J( `( S/ P! v7 c0 O- ~: x格式变体：
4 I& u2 ^% ]9 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。
        ezplot(fun,[min,max])：指定x和y的区间均为[min,max]。
: K, r! M. ~( ]- j! I  D$ ?5 ^( x8 c3.ezplot(funx,funy)
& k- i5 g3 {" T8 f6 ~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。
【实例7.15】隐函数绘制曲线。
0 D4 C3 \/ v) l1 n3 e2 b5 x>> colormap([0,0,1]);                %设置线条颜色
' e2 ^! `) c: d5 M. J8 i* W>> subplot(2,2,1);
>> ezplot('x^2+y^2/3-9');                %绘制椭圆
>> subplot(2,2,2);
1 B/ w+ U. c, B" o; ]>> ezplot('x^2+y/3-2');                %绘制抛物线
>> subplot(2,2,3);
/ |0 H" z: P0 ~2 B1 D. B+ R>> ezplot('x^2-y^2-3');                %绘制双曲线
4 B& b) R: D! q, F; D$ c3 F3 i>> subplot(2,2,4);
) M9 t) F+ i* `& ?- ?>> ezplot('cos(t)','sin(t)^2');        %参数方程x=cos(t),y=sin2(t)
执行结果如图7-16所示。
( w& E- a( }1 \* V
1 K! B" M* a& p3 d' B% C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]。
0 c5 l1 z6 l6 _. z2 J3 F& c

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7.2.7  fill——填充图形
. d* K( t" h, ]3 ^& K" `& S【功能简介】填充二维多边形。
【语法格式】
2 h; Q# W( d, s1 P! V1.fill(X,Y,C)
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：
3 S4 b; Z% D6 D; E$ x2 F        fill(X1,Y1,C1,X2,Y2,C2,…)：指定多个要填充的区域。
2.fill(X,Y,ColorSpec)
' g1 ]6 B4 \' D4 v5 P& w! d用ColorSpec指定的颜色填充指定的区域。
1 n4 B2 G* P- E8 _% C4 v3.fill(…,'PropertyName','PropertyValue')
0 V0 H. I/ i1 B. r' O7 w允许用户对一个patch图形对象设置属性的属性值。
7 E! B4 F5 q5 e* D- }【实例7.16】填充一个六边形。
>> t=(0:1/6:1)*2*pi;
* k& t7 Z( D; L; ?" l  O7 y- V>> x=cos(t);
. i0 J' H4 W/ x: d>> y=sin(t);
>> fill(x,y,'m');        %用品红色填充六边形
执行结果如图7-17所示。
; l0 r7 f3 b2 a8 l
& f  x8 N$ w, R3 G8 l. ]% f  D
图7-17  填充六边形
& ^5 O2 U. w4 c3 S1 ]) b/ W【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。
! r8 z6 B9 N6 u; B1 f9 n* \) f