【进阶篇】MATLAB多图绘制、调整和标注

# 1. MATLAB多图绘制基础**

MATLAB中多图绘制是指在同一图形窗口中绘制多个图形，可用于比较不同数据集、展示不同视图或创建交互式可视化。MATLAB提供了丰富的绘图函数，允许用户轻松创建各种类型的图形，包括折线图、柱状图、散点图和表面图。

要绘制多图，可以使用`subplot`函数将图形窗口划分为多个子图区域。每个子图区域都可以独立绘制一个图形。`subplot`函数的语法为：`subplot(m,n,p)`，其中`m`和`n`指定子图网格的大小，`p`指定当前子图在网格中的位置。例如，`subplot(2,2,1)`表示创建一个2x2的子图网格，并选择左上角的子图区域。

# 2. MATLAB多图绘制技巧

### 2.1 图形对象的属性设置

#### 2.1.1 线条样式、颜色和标记

MATLAB提供了丰富的线条样式、颜色和标记选项，用于自定义图形对象的视觉外观。

- **线条样式：**`'-'`实线，`'--'`虚线，`':'`点线，`'-.'`点划线等。
- **颜色：**使用颜色名称（如`'red'`、`'blue'`）或RGB值（如`[0.5, 0.5, 0.5]`）指定。
- **标记：**`'o'`圆形，`'x'`叉形，`'*'`星形，`'+'`加号等。

% 创建线条样式、颜色和标记不同的折线图
figure;
x = 1:10;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
y3 = tan(x);

plot(x, y1, 'r--o', 'LineWidth', 2);  % 红色虚线圆形标记
hold on;
plot(x, y2, 'b-.x', 'LineWidth', 1.5);  % 蓝色点划线叉形标记
plot(x, y3, 'g:', 'MarkerSize', 10);  % 绿色点线星形标记

xlabel('x');
ylabel('y');
legend('sin(x)', 'cos(x)', 'tan(x)');
grid on;

#### 2.1.2 坐标轴和刻度设置

MATLAB允许对坐标轴和刻度进行灵活的设置，以增强图形的可读性和美观性。

- **坐标轴标签：**使用`xlabel()`和`ylabel()`设置坐标轴标签。
- **刻度范围：**使用`xlim()`和`ylim()`设置坐标轴的范围。
- **刻度间隔：**使用`xticks()`和`yticks()`设置刻度间隔。
- **网格线：**使用`grid on`或`grid off`显示或隐藏网格线。

% 设置坐标轴标签、刻度范围和网格线
figure;
x = 0:0.1:10;
y = exp(-x);

plot(x, y);
xlabel('x');
ylabel('y');
xlim([0, 10]);
ylim([0, 1]);
xticks(0:2:10);
yticks(0:0.2:1);
grid on;

#### 2.1.3 图例和标题定制

图例和标题有助于解释图形的内容和目的。

- **图例：**使用`legend()`添加图例，指定每个线条或标记的含义。
- **标题：**使用`title()`设置图形标题。

% 添加图例和标题
figure;
x = 1:10;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);

plot(x, y1, 'r-', 'LineWidth', 2);
hold on;
plot(x, y2, 'b--', 'LineWidth', 1.5);

legend('sin(x)', 'cos(x)');
title('Trigonometric Functions');

# 3.1 科学数据可视化

#### 3.1.1 折线图、柱状图和散点图绘制

MATLAB 中绘制折线图、柱状图和散点图是科学数据可视化的基本操作。这些图表可用于展示不同变量之间的关系、比较不同数据集或识别数据中的趋势和模式。

**折线图**

折线图通过将数据点连接成线段来显示数据随时间或其他独立变量的变化。它通常用于展示连续数据，例如时间序列或实验结果。

% 创建时间序列数据
t = 0:0.1:10;
y = sin(t);

% 绘制折线图
plot(t, y);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Sinusoidal Wave');

**柱状图**

柱状图通过使用垂直或水平条形来显示不同类别或组的数据。它通常用于