MATLAB-m文件和函数课件.ppt

1、 MATLAB提供了强大的图形绘制功能，用户只需提供了强大的图形绘制功能，用户只需制定绘图方式制定绘图方式，并，并提供充足的绘图数据提供充足的绘图数据，即可以得，即可以得到所需的图形。到所需的图形。五、绘图功能与技巧 1大家好 （一）（一）二维二维图形绘制图形绘制 （二）（二）三维三维图形绘制图形绘制 （三）图形（三）图形可视编辑可视编辑工具工具 主要内容主要内容2大家好 （1）简单简单二维图形绘制二维图形绘制 （2）特殊特殊二维图形绘制二维图形绘制 （3）二维图形的）二维图形的修饰函数修饰函数 （4）图形窗口图形窗口的控制与表现的控制与表现 （5）二维图形绘制）二维图形绘制流程（总结）流程（

2、总结）（一）（一）二维二维图形绘制图形绘制3大家好1.Plot(y)当y为一向量，以y的序号作为X轴，按向量y得值绘制曲线。（1）绘制简单的二维图形）绘制简单的二维图形2.Plot(x,y)x，y均为向量，以x为X轴，y为Y轴绘制曲线（x,y等长）。3.Plot(x,y,option)曲线的属性（颜色、粗细。）由option 确定。4大家好o option选项：线的选项：线的类型、标记符号、颜色类型、标记符号、颜色等。等。曲线线型曲线线型曲线颜色曲线颜色标记符号标记符号选项选项意义意义选项选项意义意义选项选项意义意义选选项项意义意义选项选项意义意义 :.实线虚线点线点划 b g m w 蓝色绿

3、色红紫白色 c k r y 蓝绿黑色红色黄色*.x o 星号点号叉号圆圈pentagramsquare diamondhexagram五角星正方块菱形块六角星线宽 LineWidth例：plot(t,y2,k-,LineWidth,5)5大家好例例1：t=0:0.1:pi；plot(t)6大家好例例2：绘制出一个周期内的正弦曲线：绘制出一个周期内的正弦曲线*语句命令及绘图结果：语句命令及绘图结果：t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);plot(t,y)7大家好02468-1-0.500.51例例3：02468-1-0.500.5102468-0.500.5 plot(t,y2,:g)pl

4、ot(t,y3,xk)t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-)8大家好1.常用调用格式常用调用格式（2）绘制特殊二维图形绘制特殊二维图形函数名和常用调函数名和常用调用格式用格式意义意义comet(x,y)compass(x,y)feather(x,y )fill(x,y,c)hist(y,n)loglog(x,y )polar(x,y)quiver(x,y)stairs(x,y)stem(x,y)彗星状轨迹图彗星状轨迹图罗盘图罗盘图羽毛状图羽毛状图二维填充函数二维填充函数直方图直方图对数图对数图极坐标图极坐标

5、图磁力线图磁力线图阶梯图形阶梯图形火柴杆图火柴杆图9大家好例：例：t=-pi:0.3:pi;y=1./(1+exp(-t);plot(t,y);o 尝试：尝试：stem(t,y);polar(t,y);stairs(t,y);10大家好11大家好2.给定函数的曲线绘制给定函数的曲线绘制o Plot()函数可以容易地绘制显式表达式的函数，函数可以容易地绘制显式表达式的函数，但但隐函数隐函数曲线如何绘制？曲线如何绘制？o 按常规：按常规：x=-sqrt(5):0.01:sqrt(5);y1=sqrt(5-x.2)/3);y2=-sqrt(5-x.2)/3);plot(x,y1,x,y2)如：如：x

6、2+3y2=5 12大家好v ezplot()函数函数 ezplot(x2+3*y2-5)13大家好o MATLAB提供图形函数，专门用于对由提供图形函数，专门用于对由plot命令命令所画所画 图形进行图形进行修饰修饰。（3）二维图形的修饰函数二维图形的修饰函数v 函数并非图形修饰唯一方法函数并非图形修饰唯一方法菜单、右键快捷菜菜单、右键快捷菜单、属性设置页单、属性设置页也可以。也可以。14大家好1.坐标轴范围的设定：坐标轴范围的设定：axis(Xmin,Xmax,Ymin,Ymax)2.加坐标轴名称：加坐标轴名称：xlabel(string)，ylabel(string)3.给图形加标题：给

7、图形加标题：title(string)4.加图例标注加图例标注：legend(string1,string2,)5.加网格：加网格：grid on,grid off6.加普通标注：加普通标注：gtext(string),在弹出的图形窗口中，在弹出的图形窗口中，选择地点，单击鼠标。选择地点，单击鼠标。15大家好16大家好v 例：原图例：原图 t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r:,t,y2,g*)17大家好1)将图形的将图形的x轴的大小范围限定在轴的大小范围限定在0,2pi之间，之间，y轴的大小范围限定在轴的大小范围限定在-2,2之间；之间；2

8、)x、y坐标轴分别标注为坐标轴分别标注为“弧度值弧度值”、“函数值函数值”；3)图形标题标注为图形标题标注为“正弦曲线和余弦曲线正弦曲线和余弦曲线”；4)添加图例标注，标注字符分别为添加图例标注，标注字符分别为“y1”、“y2”；5)给图形添加网格线；给图形添加网格线；6)在两条曲线上分别标注文本在两条曲线上分别标注文本“y1=sin(t)”、1)“y2=cos(t)”。v 要求：进一步修饰例要求：进一步修饰例2.16的图形，实现以下要求：的图形，实现以下要求：18大家好v 解：解：help lineline(起点横坐标，终点横坐标,起点纵坐标，终点纵坐标)，例:line(1,2,3,4)将画

9、出（1,3）到(2,4)的一条直线，而不是(1,2)到(3,4)。19大家好v 最后结果（注意最后结果（注意gtext指令指令）：）：请大家看同学备注20大家好1.创建或打开图形窗口创建或打开图形窗口（4）图形图形窗口的控制与表现窗口的控制与表现 在命令窗口运行绘图指令，自动创建（当前窗口，唯一）；在命令窗口运行绘图指令，自动创建（当前窗口，唯一）；Figure命令，创建另一窗口（当前），保留原窗口；命令，创建另一窗口（当前），保留原窗口；菜单建立新窗口；菜单建立新窗口；Clf命令，清除当前窗口所有内容命令，清除当前窗口所有内容21大家好2.图形重叠（同一坐标系中绘制多幅图形）图形重叠（同一坐

10、标系中绘制多幅图形）（1）Plot命令会命令会清屏清屏，但可在一个，但可在一个plot命令中实现命令中实现：Plot(x,y1,option1,x,y2,option2,)x为公共为公共X轴，分别以轴，分别以y1,y2为为Y轴绘制多条曲线，轴绘制多条曲线，每条曲线的属性由相应的每条曲线的属性由相应的option 确定。确定。22大家好例：例：t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-,t,y2,:g,t,y3,xk)23大家好思考：但很多实验情况下，实际上是对同一个变量进行测思考：但很多实验情况下，实际上是对同一

11、个变量进行测量，并将数据进行绘图比较。量，并将数据进行绘图比较。24大家好（2）hold on、hold off指令指令012345678-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 hold on：保留当前窗口图形；：保留当前窗口图形；hold off：解除：解除hold on；例：例：t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-)hold on plot(t,y2,:g)plot(t,y3,xk)line(0,8,0,0)hold off25大家好3.图形窗口分割图形窗口分割 利用利用sub

12、plot()函数将整个图形窗口分割成若干个子图函数将整个图形窗口分割成若干个子图形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。subplot(m,n,p)：将当前窗口分割成将当前窗口分割成m行、行、n列列，并，并且当前在其中的且当前在其中的第第p个个区域绘图。区域绘图。绘图区域编号原则：绘图区域编号原则：“从左到右，从上到下从左到右，从上到下”。允许每个子窗口不同的坐标系。允许每个子窗口不同的坐标系。26大家好 subplot(3,2,2)t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);plot(t,y1,-)subplot(3,2,4)t=-pi:

13、0.1:pi;y2=sin(t);plot(t,y2,xk)例：例：27大家好MATLAB图形窗口控制函数（汇总）28大家好（5）二维图形绘制流程图二维图形绘制流程图输入图形显示的输入图形显示的相关函数相关函数选择图形显示区域选择图形显示区域调用相关的绘图指令调用相关的绘图指令设置图形的属性设置图形的属性图形的修饰图形的修饰保存打印输出保存打印输出29大家好 x=0:0.05:pi;y1=5*sin(2*x);y2=4*cos(4*x);subplot(3,1,1);plot(x,y1);axis(0 pi-5.5 5.5);grid on;xlabel(Time);ylabel(Amplit

14、ude);title(y=5sin(2x);相关函数图形显示区域绘图指令、属性设置图形修饰o 举例：举例：30大家好 subplot(3,1,2);plot(x,y2);axis(0 pi-5.5 5.5);grid on;xlabel(Time);ylabel(Amplitude);title(y=4cos(4x);subplot(3,1,3);plot(x,y1,-.or,x,y2,-b+);xlabel(Time);ylabel(Amplitude);title(characteristic curve);31大家好o 例：可以用例：可以用subplot()函数将整个图形窗口分割成若干个

15、函数将整个图形窗口分割成若干个子图形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。子图形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。t=-pi:0.3:pi;y=1./(1+exp(-t);subplot(221),plot(t,y);title(plot(t,y)subplot(222),stem(t,y);title(stem(t,y)subplot(223),polar(t,y);title(polar(t,y)subplot(224),stairs(t,y);title(stairs(t,y)32大家好（二）三维图形绘制（二）三维图形绘制 （1）三维曲线的基本绘图三维曲线的基本绘图 （2

16、）三维网格曲面的绘制三维网格曲面的绘制 （3）图像显示与处理图像显示与处理33大家好o 调用调用格式格式 Plot3(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,)（1）三维曲线的基本绘图三维曲线的基本绘图 参数参数意义与二维绘图命令相似。意义与二维绘图命令相似。以以逐点连折线的方式绘制三维折线图，当各个数据点的逐点连折线的方式绘制三维折线图，当各个数据点的间距较小时，绘制的即三维曲线。间距较小时，绘制的即三维曲线。也也可用各种特殊绘图函数。可用各种特殊绘图函数。也也可用各种图形修饰函数，但要求多考虑一个可用各种图形修饰函数，但要求多考虑一个Z轴方向。轴方向。34大家好

17、t=0:pi/50:8*pi;x=sin(t);y=cos(t);plot3(x,y,t);stem3(x,y,t)例：例：三维螺旋三维螺旋线线绘制。绘制。35大家好o 三维网格曲面图所构成的网格状表三维网格曲面图所构成的网格状表面由面由X-Y平面上的平面上的矩形栅格及相应矩形栅格及相应的的Z坐标坐标构成，相邻点之间用直线构成，相邻点之间用直线连接连接。（2）三维网格曲三维网格曲面面的绘制的绘制等高图密度图建筑立面。对于显示大型数据矩阵或双变量的对于显示大型数据矩阵或双变量的函数是很有用。函数是很有用。36大家好 即定义四边形各个顶点的三维坐标值；即定义四边形各个顶点的三维坐标值；1.栅格数据

18、点的产生栅格数据点的产生 一般先知道（一般先知道（x,y)，再利用函数公式计算再利用函数公式计算z的坐标；的坐标；二维坐标（二维坐标（x,y)是种栅格形的数据点，由是种栅格形的数据点，由meshgrid命令产生。命令产生。格式格式 meshgrid(x,y):x,y是向量，表示坐标范围。是向量，表示坐标范围。37大家好x=-2:0.1:2;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);22x y)(x,fzyxe 例例38大家好2.绘制三维网格曲面绘制三维网格曲面39大家好Z=X.*exp(-X.2-Y.2);mesh(X,Y,Z)grid on 22x y)(x,fzyxe40大家好 例：例：

19、绘制由函数绘制由函数 表示的曲面图形表示的曲面图形。2222sinyxyxz41大家好42大家好 imread()读取放在当前工作目录中的图像文件函数，读取放在当前工作目录中的图像文件函数，保存为保存为3维数组数据；维数组数据；image()读取保存的读取保存的3维图像数据并显示图像。维图像数据并显示图像。（3）图像显示与处理图像显示与处理例：例：W=imread(pic.jpg);图形文件存当前目录图形文件存当前目录 image(W)43大家好o W是三维数据，由三层矩阵叠是三维数据，由三层矩阵叠放而成，分别存放表示放而成，分别存放表示红、绿、红、绿、蓝蓝三原色分量。三原色分量。501001

20、5020025030035040045050055050100150200250300350400q 尝试：改变图片的色调？尝试：改变图片的色调？1）将照片变为黄颜色基调；将照片变为黄颜色基调；2）将照片变为底片效果。将照片变为底片效果。44大家好o W(:,:,3)=0;o image(W)50100150200250300350400450500550501001502002503003504005010015020025030035040045050055050100150200250300350400q image(uint8(255-double(W)45大家好（三）（三）MATLA

21、B的图形可视化编辑工具的图形可视化编辑工具p图形管理窗口除了简单的显示图形功能外，本身就是一个图形管理窗口除了简单的显示图形功能外，本身就是一个功能强大的功能强大的图形可视编辑工具图形可视编辑工具，可实现的功能主要有：，可实现的功能主要有：1)通用的图形文件管理功能，如保存、打开、新建图形文件等；通用的图形文件管理功能，如保存、打开、新建图形文件等；2)通用的图形效果编辑功能，如图形放大、缩小、旋转、对齐等；通用的图形效果编辑功能，如图形放大、缩小、旋转、对齐等；3)图形对象插入功能，如插入坐标轴名称、图形标题、图例标注、图形对象插入功能，如插入坐标轴名称、图形标题、图例标注、线段、文字等；线

22、段、文字等；4)独立地设置窗口中各图形对象属性功能独立地设置窗口中各图形对象属性功能，如线段的类型、颜色、，如线段的类型、颜色、粗细等。粗细等。46大家好（1）选择菜单）选择菜单insert三种编辑图形方法：三种编辑图形方法：t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-)hold onplot(t,y2,:g)plot(t,y3,xk)hold off47大家好单击图形窗口工具栏单击图形窗口工具栏中的中的编辑图标（箭头）编辑图标（箭头）即可进入图形编辑状态。即可进入图形编辑状态。（2）右键快捷菜单）右键快捷菜单用户

23、任意选择特性对用户任意选择特性对象，出现象，出现选中标志选中标志，单，单击右键，可进行选项设击右键，可进行选项设置。置。48大家好v 在方法（在方法（2）的快捷菜单中，选择）的快捷菜单中，选择“属性属性”项，可进行如项，可进行如下设置环境：下设置环境：（3）“属性属性”菜单项菜单项v 鼠标在图形鼠标在图形中非图形对象区域中非图形对象区域单击，将显示图形修饰对单击，将显示图形修饰对话框：话框：49大家好50大家好51大家好第二章回顾2.1 MATLAB的工作环境的工作环境MATLAB程序主界面程序主界面：菜单、工具栏、命令窗口、当前路径浏览器、工作空间浏览器、命令历史浏览器52大家好MATLAB

24、两种编程方式比较文本编辑窗口文本编辑窗口：53大家好2.2 MATLAB语言的基本元素语言的基本元素 变量：变量：变量的命名应遵循如下规则 赋值语句赋值语句 矩阵的表示：矩阵的表示：一般、等差输入、特殊、矩阵元素54大家好2.3 矩阵的运算矩阵的运算代数运算代数运算 55大家好函数运算函数运算 56大家好数组（元素群）运算数组（元素群）运算 57大家好关系运算关系运算 58大家好逻辑运算逻辑运算 59大家好2.4 MATLAB的程序流程控制的程序流程控制 循环控制结构循环控制结构 条件转移结构条件转移结构 60大家好2.5 M文件的编写文件的编写 命令文件命令文件 函数文件函数文件 funct

25、ion 返回参数返回参数1,返回参数返回参数2,=函数名函数名(输入参数输入参数1,输入参数输入参数2,)%注释说明语句段，由引导注释说明语句段，由引导输入、返回变量格式的检测输入、返回变量格式的检测函数体语句函数体语句函数文件具有特点函数文件具有特点 61大家好例例：求求n!（MATLAB函数的可递归调用性）函数的可递归调用性）function k=my_fact(n)if nargin=1,error(输入变量个数错误，只能一个输入变量个数错误，只能一个)；endif nargout1,error(输出变量个数过多输出变量个数过多)；endif abs(n-floor(n)eps|n1%如

26、果如果n1,进行递归调用进行递归调用 k=n*my_fact(n-1);elseif any(0 1=n)%0!=1!=1 为已知为已知 k=1;endmy_fact(11)ans=3991680062大家好2.6 MATLAB的图形绘制的图形绘制 二维图形的绘制二维图形的绘制 63大家好64大家好图形修饰函数图形修饰函数 65大家好特殊二维曲线绘制特殊二维曲线绘制 66大家好图形窗口控制图形窗口控制 67大家好三维图形的绘制三维图形的绘制 plot3(x,y,z,option)plot3(xl,yl,zl,option1,x2,y2,z2,option2,)三维曲线的绘制三维曲线的绘制 68大家好三维曲面的绘制三维曲面的绘制 69大家好图形可视编辑工具图形可视编辑工具 70大家好结束71大家好