Matlab導入多個.mat文件進行畫圖

来源:https://www.cnblogs.com/CrazyPixel/archive/2023/01/29/17073294.html
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@(Matlab導入多個.mat文件並畫圖的過程詳解) 0. 實驗背景 需要導入多個.mat文件,將多組數據畫在一個圖中,並設置圖例、坐標軸、散點圖、折線圖、子圖等。 由於存在重覆操作,主要使用腳本文件編寫代碼。 figure視窗操作比較簡單,腳本文件不好寫的部分可用figure視窗操作進行輔助。 ...


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目錄

0. 實驗背景

需要導入多個.mat文件,將多組數據畫在一個圖中,並設置圖例、坐標軸、散點圖、折線圖、子圖等。

  • 由於存在重覆操作,主要使用腳本文件編寫代碼。
  • figure視窗操作比較簡單,腳本文件不好寫的部分可用figure視窗操作進行輔助。

1. 導入.mat文件存儲

1.1 導入.mat文件及作圖最簡單的方式:

在matlab工作文件夾區域打開存有.mat文件的文件夾,雙擊.mat文件則導入該文件。
雙擊導入
之後使用如下命令可畫圖:

>>plot(x,y);
>>hold on;

多種數據則重覆此過程即可。

1.2 導入.mat文件及作圖的腳本代碼

代碼如下,導入6個.mat文件並作圖:

%load
m1=load('文件1.mat');
m2=load('文件2.mat');
m3=load('文件3.mat');
m4=load('文件4.mat');
m5=load('文件5.mat');
m6=load('文件6.mat');
%獲取數據,這裡可以這樣寫是因為我.mat文件中只存在兩個屬性x和y,不知道自己.mat文件中有哪些屬性的話,可以點擊工作區的m1~m6變數中的任何一個。
x1=m1.x;
y1=m1.y;
x2=m2.x;
y2=m2.y;
x3=m3.x;
y3=m3.y;
x4=m4.x;
y4=m4.y;
x5=m5.x;
y5=m5.y;
x6=m6.x;
y6=m6.y;
%多組數據畫圖
plot(x1,y1);
hold on;%hold on使得一張圖中可以顯示多個不同的圖像線條
plot(x2,y2);
hold on;
plot(x3,y3);
hold on;
plot(x4,y4);
hold on;
plot(x5,y5);
hold on;
plot(x6,y6);
hold on;

查看.mat形成的結構體的屬性的方式如下:
alt

2. plot畫圖總結

2.1 畫散點圖

畫散點圖可以使用scatter()函數,也可使用plot()函數,本文主要介紹使用plot()函數的方法。

2.1.1 點形狀

matlab中常用的點形狀如下所示:

+                 '+'號
o                 空心圓
*                 '*'號
.                 實心點,比空心圓小 
x                 'x'號
square or s   空心正方形
diamond or d  空心菱形
^                 空心上三角,尖頭朝上
v                 空心下三角,尖頭朝下
>                 空心右三角,尖頭朝右
<                 空心左三角,尖頭朝左
pentagram or p  空心五角星
hexagram or h   空心六邊形

plot函數實例:

plot(x,y,'+');%繪製散點圖,散點圖形狀為'+'。
plot(x,y,'s');%繪製散點圖,散點圖形狀為空心正方形,等同於plot(x,y,'square');

2.1.2 點大小

屬性:'Markersize'

plot函數實例:

plot(x,y,'+','Markersize',4);%繪製散點圖,點大小為4

2.1.3 點顏色

常用顏色:
r   Red
g   Green
b   Blue
c   Cyan
m   Magenta
y   Yellow
k   Black
w   White

plot函數實例:

%1.使用預設顏色
plot(x,y,'+r','Markersize',4);%繪製散點圖,點大小為4,顏色為紅色
%2.使用預設顏色的第二種方式:
plot(x,y,'+','Markersize',4);%繪製散點圖,點大小為4
                             %顏色為多組線條的預設值,第一條為藍色,第二條為橙色,...,詳見2.3.1節
%3.自定義顏色,RGB格式為[r g b],每個數值為0~1之間的小數值
plot(x,y,'+','Color',[0 0.321 0],'Markersize',4)%繪製散點圖,點大小為4
                                                %顏色為自定義的顏色,取色方式見2.3.2小節

註意,在用plot繪製散點圖添加各種屬性的時候,點形狀應該擺在第一位,如果先設置'Color'或者'Markersize'等屬性對,則會導致點形狀無法和對應屬性配對。

(實際上是我不太知道plot函數里點形狀的屬性名稱,所以這樣寫,如果能知道這個屬性名稱的話就無所謂了。)

2.1.4 點填充

屬性:'MarkerFaceColor'

plot函數實例:

plot(x,y,'s','Color',[0 0.321 1],...  %...用來拆分長命令
    'Markersize',4,'MarkerFaceColor',[0 0.321 1]);%空心正方形內部填充和邊框同樣的顏色

2.2 畫折線圖

畫折線圖主要使用的是plot()函數。

2.2.1 折線形狀

-      實線
--     虛線
:      點線(短虛線)
-.     點段線(類似-·-·-)

plot函數實例:

% 1.常用方式
plot(x,y,'--');%繪製折線圖,線為虛線
% 2.突出每個點的方式
plot(x,y,'--s');%線為虛線,每個點為空心正方形,點的屬性設置還是可以參考2.1的參數設置。

2.2.2 折線粗細

屬性:'linewidth'

plot函數實例:

% 1.常用方式
plot(x,y,'--s',...
    'linewidth',3);%設置線的粗細

2.2.3 折線顏色

和點的顏色設置類似。

常用顏色:
r   Red
g   Green
b   Blue
c   Cyan
m   Magenta
y   Yellow
k   Black
w   White

plot函數實例:

%1.使用預設顏色
plot(x,y,'--+r');
%2.使用預設顏色的第二種方式:
plot(x,y,'--+');%顏色為多組線條的預設值,第一條為藍色,第二條為橙色,...,詳見2.3.1節
%3.自定義顏色,RGB格式為[r g b],每個數值為0~1之間的小數值
plot(x,y,'--+','Color',[0 0.321 1])%顏色為自定義的顏色,取色方式見2.3.2小節

註意,在用plot繪製折線圖添加各種屬性的時候,如果只有線形狀設置,可用屬性對'linestyle','--'擺在任何位置,如果還有點形狀的設置,則應該擺在x,y之後的第一位,否則會導致點形狀無法和對應屬性配對。

2.3 多條線條顏色組合

matlab中作圖有的時候會有多組數據分別作圖,呈現在一張圖中,此時顏色的搭配就能夠體現出圖像的美觀。

2.3.1 matlab預設配色

matlab預設配色如下所示:
預設配色
對應的rgb數值為:

[[0    0.4470    0.7410]
[0.8500    0.3250    0.0980]
[0.9290    0.6940    0.1250]
[0.4940    0.1840    0.5560]
[0.4660    0.6740    0.1880]
[0.3010    0.7450    0.9330]
[0.6350    0.0780    0.1840]]

plot函數實例:

plot(x,y,'--+');%該線條為第幾條,就對應哪種顏色

2.3.2 自定義RGB

用戶可使用[value1 value2 value3]的三元組方式設置任意顏色。

matlab中RGB數值需要01之間,而一般的顏色RGB數值為0255之間。兩種格式的轉變也很簡單:

常見格式:
[134 255 0]
轉為matlab可用格式:
[134/255 255/255 0/255]=[0.5255 1 0]
而從matlab可用格式轉為常見格式則*255即可。

下麵主要介紹一下常用的取色方式:

  1. PS取色

將截圖用PS打開,之後按照下圖操作:
操作
2. PPT取色

將截圖插入ppt中,之後按照下圖操作
操作

plot函數實例:

plot(x,y,'--+','Color',[0 0.321 1])%顏色為自定義的顏色

2.4 顯示網格

//顯示網格線
grid on;%預設顏色為灰色
//隱藏網格線(預設)
grid off;

2.5 顯示圖例

2.5.1 腳本代碼寫法

% 一般寫法
legend('圖1的標註,支持latex格式','圖2的標註,支持latex格式',……,'圖n的標註,支持latex格式');

legend也有很多參數可供調整,例如如下代碼:

lgd=legend('圖1的標註,支持latex格式','圖2的標註,支持latex格式',……,'圖n的標註,支持latex格式',...
    'Location','NorthOutside', ... %圖例的位置
    % 'Position',[左下點x相對坐標 左下點y相對坐標 圖例相對寬度 圖例相對高度]; %圖例位置的另一種寫法,可通過數值修改自由移動圖例位置,Position和Location二者選擇其一。
    'Orientation','horizontal',... % 水平顯示還是垂直顯示
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23, 'FontWeight','bold');% 圖例字體

2.5.2 figure視窗操作(推薦)

  1. 顯示圖例
  • 使用plot()函數在腳本或者命令行生成figure圖像;
  • 點擊如下所示的按鈕顯示圖例:
    在這裡插入圖片描述
  1. 圖例屬性設置
  • 點擊如下按鈕,為後面選中圖例對象做準備:
    alt

  • 選擇圖例對象,右鍵,選擇“打開屬性檢查器”

  • 可在屬性檢查器中編輯修改圖例邊框、圖例位置等信息
    alt

  • 點擊圖例之後,如果四周出現正方形標識,可直接拖動legend對象改變位置,或者選擇四個角的任意一個改變圖例大小。
    在這裡插入圖片描述

  • 附上legend屬性和取值的參考

2.6 設置坐標軸

2.6.1 坐標軸名稱

%設置x坐標軸
xlabel('x坐標軸名稱,支持latex格式');
%設置y坐標軸
ylabel('y坐標軸名稱,支持latex格式');

2.6.2 坐標軸名稱的文字格式(字體、大小、加粗)

xlabel('x坐標軸名稱,支持latex格式',...
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23,'FontWeight','bold');
    %分別設置字體風格、字體大小,字體效果(加粗)
ylabel('y坐標軸名稱,支持latex格式',...
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23,'FontWeight','bold');

2.6.3 坐標軸框線和刻度數字

%設置刻度數字
set(gca,'FontName','Times New Roman','Fontsize',23,'FontWeight','bold');
        %設置字體風格、字體大小、字體效果(加粗)
%坐標軸框線加粗
set(gca,'linewidth',1.5);%1.5位置可自由設置合理的數值

2.7 畫子圖(局部放大圖)

2.7.1 子圖的腳本代碼寫法

有的時候需要顯示局部數據,因此需要在大圖中嵌入子圖。

%顯示子圖
axes('position',[0.15,0.55,0.2,0.23]);%設置子圖的出現位置
plot(x,y,'s','Color',[0.9216,0.7098,0.1294],...
    'Markersize',4,'MarkerFaceColor',[0.9216,0.7098,0.1294]);%設置子圖的數據、圖形狀、顏色等屬性
hold on;

我們通常會在論文圖中,看到子圖和大圖局部之間存在虛線框和箭頭,提示讀者子圖放大的是哪一部分的圖像。腳本代碼如下:

%子圖提示圖形--虛線框
xi=[214 214 216 216];%設置左下、左上、右上、右下(順時針方向)的x絕對坐標
yi=[0 3.3 3.3 0];%設置左下、左上、右上、右下(順時針方向)的y絕對坐標
plot(xi,yi,'b','LineWidth',2,'LineStyle','--');%畫出虛線框,顏色為藍色,線寬度為2,線形狀為虛線
%子圖提示圖形--箭頭
annotation('arrow',...%設置箭頭類型為‘單箭頭’,此外還有雙箭頭等
    [0.5,0.37],[0.5,0.7],... %設置箭頭起始位置和終止位置,[x1 x2],[y1 y2]表示從起點(x1,y1)到終點(x2,y2),使用的是相對坐標。
    'color',[0 0 1],'LineWidth',2);%箭頭顏色為藍色,線條寬度為2

2.7.2 子圖的figure視窗操作(推薦)

  • 選擇圖像整體
    在這裡插入圖片描述

  • ctrl+c複製整體,ctrl+v粘貼整體,對於新出現的圖像對象調整位置和大小。

  • alt

  • 對於子圖中不需要的實例,我們可以選中,右鍵選擇“刪除”

  • 此時,子圖的橫縱坐標範圍依然和主圖保持一致。
    alt

  • 選擇子圖對象,右鍵,選擇“打開屬性檢查器”。設置x軸的坐標範圍和數值取值
    alt

  • 屬性檢查器裡面還可以設置很多其他東西,具體和設置圖像的操作差不多,大家可以自己探索哦!

  • 輔助提示的虛線框和箭頭,也可以用figure視窗來畫。

  • 在figure上方工具欄選擇"插入",選擇“矩形”或者“箭頭”,在圖像想作圖的為止,滑鼠操作拉出圖像。
    在這裡插入圖片描述在這裡插入圖片描述

  • 右鍵,選擇“打開屬性檢查器”,可修改顏色、線型、線寬等參數。
    在這裡插入圖片描述
    修改對應參數之後,虛線框成功畫出,且可自由調節位置和大小。
    在這裡插入圖片描述

  • 箭頭的作圖和矩形類似,在工具欄選擇“插入”,選擇“箭頭”,拉出箭頭線條,右鍵選擇“打開屬性檢查器”,改變顏色、線形、線寬等。
    在這裡插入圖片描述

3. 常見資料參考

1.mathworks.cn

2.知乎大佬


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