第五章 數(shù)據(jù)顯示及存取

1、MatlabMatlab P ProgrammingrogrammingMatlabMatlab P Programmingrogramming教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容5.1 5.1 二維繪圖二維繪圖5.2 5.2 三維繪圖三維繪圖5.3 5.3 圖形處理圖形處理5.4 5.4 特殊圖形的繪制特殊圖形的繪制 5.5 MAT5.5 MAT文件及應(yīng)用文件及應(yīng)用5.6 5.6 文件文件I/OI/OMatlabMatlab P Programmingrogramming5.1 5.1 二維繪圖二維繪圖n函數(shù)函數(shù)plot()plot()n函數(shù)函數(shù)fplotfplot()()n函數(shù)函數(shù)ezplotezplot()

2、()MatlabMatlab P Programmingrogramming5.1.1 5.1.1 函數(shù)函數(shù)plot()plot()nplot()plot()函數(shù)是最常用的二維圖形繪制函數(shù)；函數(shù)是最常用的二維圖形繪制函數(shù)；n根據(jù)輸入?yún)?shù)不同，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能；根據(jù)輸入?yún)?shù)不同，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能；MatlabMatlab P Programmingrogramming1.plot(y)1.plot(y)nplot(y)是基本二維繪圖函數(shù)；是基本二維繪圖函數(shù)；n繪制向量繪制向量 y 中元素的線性圖；中元素的線性圖；n參數(shù)參數(shù)y可以是向量、實(shí)數(shù)矩陣或復(fù)數(shù)向量；可以是向量、實(shí)數(shù)矩陣或復(fù)數(shù)向量；n以

3、下標(biāo)為橫坐標(biāo)，元素值為縱坐標(biāo)，等價(jià)于：以下標(biāo)為橫坐標(biāo)，元素值為縱坐標(biāo)，等價(jià)于：x=1:length(y);plot(x,y); 例例1：y=y=0,0.48,0.84,1,0.91,6.140,0.48,0.84,1,0.91,6.14; ;plot(yplot(y);); 例例2：t= 1:0.1:10;t= 1:0.1:10;y=sin(ty=sin(t););plot(yplot(y) )MatlabMatlab P Programmingrogrammingn用用plot(y)繪制矩陣。繪制矩陣。 y=0 1 2;2 3 4; 5 6 7; plot(y)MatlabMatlab P

4、Programmingrogramming2.plot(x,y)2.plot(x,y)n基本形式基本形式 plot(x,yplot(x,y) ) x, y x, y 都是向量，則以都是向量，則以 x x 中元素為橫坐標(biāo)，中元素為橫坐標(biāo)， y y 中元素為縱坐標(biāo)作中元素為縱坐標(biāo)作平面曲線。此時(shí)平面曲線。此時(shí) x, y x, y 必須具有相同長度。必須具有相同長度。 x, y x, y 都是矩陣，則將都是矩陣，則將 x x 的列和的列和 y y 中相應(yīng)的列相組合，繪制多條中相應(yīng)的列相組合，繪制多條平面曲線。此時(shí)平面曲線。此時(shí) x, y x, y 必須具有相同的大小。必須具有相同的大小。 x x 是

5、向量是向量, y , y 是矩陣，若是矩陣，若 x x 的長度與的長度與 y y 的行數(shù)相等，則將的行數(shù)相等，則將 x x 與與 y y 中的各列相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線；否則，若中的各列相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線；否則，若 x x 的長度與的長度與 y y 的列數(shù)相等，則將的列數(shù)相等，則將 x x 與與 y y 中的各行相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線。中的各行相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線。此時(shí)此時(shí) x x 的長度必須等于的長度必須等于 y y 的行數(shù)或列數(shù)。的行數(shù)或列數(shù)。MatlabMatlab P Programmingrogrammingn例：例：y=cos(x) 在在 0, 4*pi 上的圖像上的

6、圖像x=0:0.1:4*pi; y=cos(x);plot(x,y);MatlabMatlab P Programmingrogrammingq 點(diǎn)點(diǎn) 線線二維作圖機(jī)制二維作圖機(jī)制例：y = sin(x), 0 x x=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.)先畫點(diǎn)，后連線一、畫點(diǎn)一、畫點(diǎn)MatlabMatlab P Programmingrogrammingq 點(diǎn)點(diǎn) 線線二維作圖舉例二維作圖舉例例：y = sin(x), 0 x x=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)先畫點(diǎn)，后連線二、連線二、連線MatlabMatlab P Progra

7、mmingrogramming3. plot(x,y,string3. plot(x,y,string) )n其中其中 string 是用是用 單引號(hào)單引號(hào) 括起來的字符串，用來指定圖括起來的字符串，用來指定圖形的屬性（點(diǎn)、線的形狀和顏色）形的屬性（點(diǎn)、線的形狀和顏色）n屬性可以全部指定，也可以只指定其中某幾個(gè)；屬性可以全部指定，也可以只指定其中某幾個(gè)；n排列順序任意排列順序任意 x=0:0.2:2*pi; plot(x,cos(x); plot(x,cos(x),r+:); plot(x,cos(x),bd-.); plot(x,cos(x),k*-);紅色、虛線、紅色、虛線、離散點(diǎn)用加號(hào)離

8、散點(diǎn)用加號(hào)黑色、實(shí)線黑色、實(shí)線離散點(diǎn)用星號(hào)離散點(diǎn)用星號(hào)藍(lán)色、點(diǎn)藍(lán)色、點(diǎn)劃線劃線離散點(diǎn)為離散點(diǎn)為菱形菱形help plot 查看查看MatlabMatlab P Programmingrogramming圖形的基本屬性圖形的基本屬性線型線型點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)標(biāo)記顏色顏色- 實(shí)線實(shí)線: 虛線虛線-. 點(diǎn)劃線點(diǎn)劃線- 間斷線間斷線. 點(diǎn)點(diǎn)o 小圓圈小圓圈x 叉子符叉子符+ 加號(hào)加號(hào)* 星號(hào)星號(hào)s 方格方格d 菱形菱形 朝上三角朝上三角v 朝下三角朝下三角 朝右三角朝右三角 朝左三角朝左三角p 五角星五角星h 六角星六角星y 黃色黃色 m 棕色棕色 c 藍(lán)綠色藍(lán)綠色r 紅色紅色g 綠色綠色b 藍(lán)色藍(lán)色w 白色白

9、色k 黑色黑色MatlabMatlab P Programmingrogramming5.1.25.1.2函數(shù)函數(shù)fplotfplot()()nfplotfplot函數(shù)則可自適應(yīng)地對(duì)函數(shù)進(jìn)行采樣，能更好地反函數(shù)則可自適應(yīng)地對(duì)函數(shù)進(jìn)行采樣，能更好地反應(yīng)函數(shù)的變化規(guī)律。應(yīng)函數(shù)的變化規(guī)律。nfplotfplot函數(shù)格式：函數(shù)格式：fplot(fnamefplot(fname，limslims，toltol) )其中其中fnamefname為函數(shù)名，以字符串形式出現(xiàn)，為函數(shù)名，以字符串形式出現(xiàn)，limslims為變量取值范為變量取值范圍，圍，toltol為相對(duì)允許誤差，其系統(tǒng)默認(rèn)值為為相對(duì)允許誤差，其

10、系統(tǒng)默認(rèn)值為2e-32e-3。n例如例如 fplot(sin(x),cos(x),0 2*pi,-+)nfplot(sin(x),cos(x),0 2*pi,1e-3,.) 同時(shí)繪制正弦、同時(shí)繪制正弦、余弦曲線余弦曲線MatlabMatlab P Programmingrogrammingn為繪制為繪制f(x)=cos(tan(xf(x)=cos(tan(x)曲線，可先建立函數(shù)文件曲線，可先建立函數(shù)文件fct.mfct.m，其內(nèi)容為：，其內(nèi)容為：function y=fct(xfunction y=fct(x) ) y=cos(tan(pi y=cos(tan(pi* *x);x);用用fpl

11、otfplot函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用fct.mfct.m函數(shù)，其命令為：函數(shù)，其命令為：fplot(fct,0 1,1e-4)fplot(fct,0 1,1e-4)例如：例如：X,Y=X,Y=fplot(sin,-pi,pi,2e-4);fplot(sin,-pi,pi,2e-4); size(X); size(X); fplot(sin,-pi,pi,2e-4); fplot(sin,-pi,pi,2e-4); size(X); size(X); X X，Y Y是采樣的自變量和對(duì)應(yīng)的函數(shù)值是采樣的自變量和對(duì)應(yīng)的函數(shù)值MatlabMatlab P Programmingrogramming5.1.3

12、5.1.3函數(shù)函數(shù)ezplotezplot()()n函數(shù)函數(shù)ezplotezplot()()用于繪制在某一自變量區(qū)域內(nèi)的圖形；用于繪制在某一自變量區(qū)域內(nèi)的圖形；1 1、ezplot(fezplot(f):):繪制默認(rèn)區(qū)域繪制默認(rèn)區(qū)域-2-2* *pix2pix2* *pipi內(nèi)的圖形；內(nèi)的圖形；2 2、ezplot(f,min,maxezplot(f,min,max):):繪制函數(shù)在區(qū)域繪制函數(shù)在區(qū)域minxmaxminxmax內(nèi)的內(nèi)的圖形圖形3 3、 ezplot(f,xmin,xmax, ymin, ymaxezplot(f,xmin,xmax, ymin, ymax):):繪制函數(shù)繪制函

13、數(shù)f(x,yf(x,y)=0)=0在區(qū)域在區(qū)域xminxxmax, yminyymaxxminxxmax, yminy x=2*t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z);MatlabMatlab P Programmingrogrammingq 例：三維螺線例：三維螺線 MatlabMatlab 空間曲線繪圖舉例空間曲線繪圖舉例x=t, y=sin(t), z=cos(t), 0 t t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z z=cos(t); plot3(x,y,z,.-) t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z z=cos(t

14、); plot3(x,y,z,.)MatlabMatlab P Programmingrogramming空間曲線作圖舉例空間曲線作圖舉例 t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z z=cos(t); plot3(x,y,z) t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z z=cos(t); plot3(x,y,z,.-)MatlabMatlab P Programmingrogramming5.2.25.2.2空間三維作圖空間三維作圖meshmeshMatlabMatlab P Programmingrogrammingmesh, meshc, meshzmesh

15、, meshc, meshznmesh(X,Y,Z,C)繪制由矩陣?yán)L制由矩陣 X,Y,Z 所確定的曲面網(wǎng)格圖，所確定的曲面網(wǎng)格圖， C 用于確定用于確定網(wǎng)格顏色，省略時(shí)網(wǎng)格顏色，省略時(shí) 隨隨Z值成比例變化。值成比例變化。nmesh(Z) 繪出矩陣?yán)L出矩陣 Z 的三維圖。的三維圖。nmesh(x,y,Z) x, y 是向量時(shí)，是向量時(shí)，length(x)=m，length(y)=n，m,n=size(Z)nmeshc 調(diào)用方式與調(diào)用方式與 mesh 相同，在相同，在 mesh 基礎(chǔ)上增加等基礎(chǔ)上增加等高線。高線。nmeshz調(diào)用方式與調(diào)用方式與 mesh 相同，在相同，在 mesh 基礎(chǔ)上屏蔽邊

16、界基礎(chǔ)上屏蔽邊界MatlabMatlab P Programmingrogrammingnnmmmnxxxxxxxxx 111212122212Xnnmmmnyyyyyyyyy 111212122212Ynnmmmnzzzzzzzzz 111212122212Z線線: 分別沿分別沿 x 方向和方向和 y 方向方向 連接這些點(diǎn)即可得到連接這些點(diǎn)即可得到空間曲面作圖空間曲面作圖先畫點(diǎn) (x,y,z)，后連線，構(gòu)成曲面網(wǎng)格圖點(diǎn)點(diǎn): :),(ijijijzyxnjmi, 1, 1MatlabMatlab P Programmingrogrammingq 例：“墨西哥帽子”空間曲面作圖舉例空間曲面作圖舉

17、例確定的曲面其中由函數(shù) ,/ )sin( 22yxrrrz( a x a, -a y x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; mesh(X,Y,Z)例：MatlabMatlab P Programmingrogramminga a=8 =8 時(shí)的曲面圖形時(shí)的曲面圖形空間曲面作圖舉例空間曲面作圖舉例 x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; mesh(X,Y,Z)1) x

18、與 y 可以取不同的步長2) 注意這里采用的數(shù)組運(yùn)算X,Y=meshgrid(-8:0.5:8);MatlabMatlab P Programmingrogramming例：繪制等高線例：繪制等高線 meshcmeshc空間曲面作圖舉例空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshc(X,Y,Z)MatlabMatlab P Programmingrogramming例：繪制邊界面屏蔽繪制邊界面屏蔽 meshz空間曲面作圖舉例空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshz(X,Y,Z)MatlabMatlab P Programmingro