Matlab坐标轴范围锁定技巧：防止坐标轴随意变动，保持图表稳定

# 1. 坐标轴锁定简介**

坐标轴锁定是一种在Matlab中控制图表坐标轴范围的技术。它允许用户手动或自动设置坐标轴的最小和最大值，从而限制数据显示的范围。坐标轴锁定在各种应用中很有用，例如保持图表比例、限制数据范围和动态调整坐标轴。

# 2. 坐标轴锁定实践

### 2.1 手动锁定坐标轴

手动锁定坐标轴允许用户指定坐标轴的范围，从而控制图表中显示的数据范围。

#### 2.1.1 xlim() 和 ylim() 函数

`xlim()` 和 `ylim()` 函数用于手动设置 x 轴和 y 轴的范围。它们接受两个参数：最小值和最大值。

xlim([xmin xmax])
ylim([ymin ymax])

**代码逻辑：**

* `xlim()` 函数设置 x 轴的范围为 `[xmin, xmax]`。
* `ylim()` 函数设置 y 轴的范围为 `[ymin, ymax]`。

#### 2.1.2 axis() 函数

`axis()` 函数可以同时设置 x 轴和 y 轴的范围。它接受四个参数：`[xmin xmax ymin ymax]`。

axis([xmin xmax ymin ymax])

**代码逻辑：**

* `axis()` 函数设置 x 轴的范围为 `[xmin, xmax]`，y 轴的范围为 `[ymin, ymax]`。

### 2.2 自动锁定坐标轴

自动锁定坐标轴允许图表根据数据自动调整坐标轴的范围。

#### 2.2.1 hold on 和 hold off 命令

`hold on` 和 `hold off` 命令可以控制是否自动锁定坐标轴。

* `hold on` 命令启用自动锁定坐标轴。
* `hold off` 命令禁用自动锁定坐标轴。

hold on
% 绘制数据
hold off

**代码逻辑：**

* `hold on` 命令启用自动锁定坐标轴，后续绘制的数据将自动调整坐标轴的范围。
* `hold off` 命令禁用自动锁定坐标轴，后续绘制的数据将不会影响坐标轴的范围。

#### 2.2.2 set(gca, 'XLimMode', 'auto') 和 set(gca, 'YLimMode', 'auto') 函数

`set(gca, 'XLimMode', 'auto')` 和 `set(gca, 'YLimMode', 'auto')` 函数可以自动设置 x 轴和 y 轴的范围。

set(gca, 'XLimMode', 'auto')
set(gca, 'YLimMode', 'auto')

**代码逻辑：**

* `set(gca, 'XLimMode', 'auto')` 函数将 x 轴的范围设置为自动调整模式。
* `set(gca, 'YLimMode', 'auto')` 函数将 y 轴的范围设置为自动调整模式。

# 3.1 保持图表比例

### 3.1.1 aspect() 函数

`aspect()` 函数用于设置图表的长宽比。它接受一个由两个元素组成的向量作为输入，第一个元素指定图表的宽度，第二个元素指定图表的高度。例如，以下代码将创建具有 3:2 长宽比的图表：

figure;
plot(1:10, rand(1, 10));
aspect([3 2]);

### 3.1.2 dataaspectratio() 函数

`dataaspectratio()` 函数用于设置数据点在图表中的纵横比。它接受一个由三个元素组成的向量作为输入，第一个元素指定数据点的宽度，第二个元素指定数据点的高度，第三个元素指定数据点到坐标轴的距离。例如，以下代码将创建具有 2:1 数据纵横比且数据点距离坐标轴 0.5 个单位的图表：

figure;
plot(1:10, rand(1, 10));
dataaspectratio([2 1 0.5]);

### 代码逻辑分析

**aspect() 函数：**

* 第 1 行：创建新的图形窗口。
* 第 2 行：绘制一条包含 10 个随机值的折线图。
* 第 3 行：使用 `aspect()` 函数将图表长宽比设置为 3:2。

**dataaspectratio() 函数：**

* 第 1 行：创建新的图形窗口。
* 第 2 行：绘制一条包含 10 个随机值的折线图。
* 第 3 行：使用 `dataaspectratio()` 函数将数据纵横比设置为 2:1，并设置数据点到坐标轴的距离为 0.5 个单位。

### 参数说明

**aspect() 函数：**

* `aspectRatio`：一个由两个元素组成的向量，指定图表的宽度和高度。

**dataaspectratio() 函数：**

* `aspectRatio`：一个由三个元素组成的向量，指定数据点的宽度、高度和到坐标轴的距离。

# 4. 坐标轴锁定技巧

### 4.1 动态调整坐标轴

**4.1.1 get(gca, 'XLim') 和 get(gca, 'YLim') 函数**

`get(gca, 'XLim')` 和 `get(gca, 'YLim')` 函数用于获取当前坐标轴的限制。这些函数返回一个包含两个元素的向量，其中第一个元素是坐标轴的最小值，第二个元素是最大值。

**代码块：**

% 创建数据
x = 1:10;
y = randn(size(x));

% 绘制散点图
scatter(x, y);

% 获取 x 轴和 y 轴的限制
x_lim = get(gca, 'XLim');
y_lim = get(gca, 'YLim');

% 打印限制
disp('X 轴限制：');
disp(x_lim);
disp('Y 轴限制：');
disp(y_lim);

**逻辑分析：**

此代码块创建了一个包含 10 个点的散点图。然后，它使用 `get(gca, 'XLim')` 和 `get(gca, 'YLim')` 函数获取 x 轴和 y 轴的限制。最后，它打印出这些限制。

**4.1.2 set(gca, 'XLim') 和 set(gca, 'YLim') 函数**

`set(gca, 'XLim')` 和 `set(gca, 'YLim')` 函数用于设置当前坐标轴的限制。这些函数接受一个包含两个元素的向量作为输入，其中第一个元素是坐标轴的最小值，第二个元素是最大值。

**代码块：**

% 创建数据
x = 1:10;
y = randn(size(x));

% 绘制散点图
scatter(x, y);

% 设置 x 轴和 y 轴的限制
set(gca, 'XLim', [0, 10]);
set(gca, 'YLim', [-2, 2]);

**逻辑分析：**

此代码块创建了一个包含 10 个点的散点图。然后，它使用 `set(gca, 'XLim')` 和 `set(gca, 'YLim')` 函数设置 x 轴和 y 轴的限制。最后，它绘制更新后的散点图。

### 4.2 坐标轴联动

**4.2.1 linkaxes() 函数**

`linkaxes()` 函数用于将多个坐标轴链接在一起，以便当一个坐标轴的限制更改时，其他坐标轴的限制也会相应更改。此函数接受一个包含要链接的坐标轴句柄的单元格数组作为输入。

**代码块：**

% 创建两个子图
subplot(2, 1, 1);
scatter(x, y);
title('子图 1');

subplot(2, 1, 2);
scatter(x, y);
title('子图 2');

% 链接两个子图的 y 轴
linkaxes([subplot(2, 1, 1), subplot(2, 1, 2)], 'y');

**逻辑分析：**

此代码块创建了两个子图，并在每个子图中绘制了相同的散点图。然后，它使用 `linkaxes()` 函数将两个子图的 y 轴链接在一起。当更改一个子图的 y 轴限制时，另一个子图的 y 轴限制也会相应更改。

**4.2.2 pan() 和 zoom() 函数**

`pan()` 和 `zoom()` 函数允许用户交互式地平移和缩放坐标轴。

* **pan() 函数：**允许用户通过拖动鼠标来平移坐标轴。
* **zoom() 函数：**允许用户通过单击和拖动鼠标来缩放坐标轴。

**代码块：**

% 创建数据
x = 1:10;
y = randn(size(x));

% 绘制散点图
scatter(x, y);

% 启用平移和缩放
pan on;
zoom on;

**逻辑分析：**

此代码块创建了一个包含 10 个点的散点图。然后，它启用 `pan()` 和 `zoom()` 函数，允许用户交互式地平移和缩放坐标轴。

# 5. 坐标轴锁定注意事项

### 5.1 坐标轴锁定可能导致数据丢失

坐标轴锁定虽然提供了方便，但需要注意，它可能会导致数据丢失。当坐标轴被锁定时，图表中超出锁定范围的数据将不会被显示。例如：

% 创建数据
x = 1:10;
y = randn(1, 10);

% 锁定坐标轴
xlim([0, 5]);

% 绘制图表
plot(x, y);

在这个示例中，我们锁定了 x 轴范围为 [0, 5]。当我们绘制图表时，x 轴范围之外的数据（即 x > 5）将不会显示在图表中。

### 5.2 坐标轴锁定可能影响图表布局

坐标轴锁定也可能影响图表布局。当坐标轴被锁定时，图表中其他元素（如标题、标签、图例）的位置和大小可能会受到影响。

例如：

% 创建数据
x = 1:10;
y = randn(1, 10);

% 锁定坐标轴
xlim([0, 5]);

% 设置标题
title('示例图表');

% 绘制图表
plot(x, y);

在这个示例中，我们锁定了 x 轴范围为 [0, 5]。当我们绘制图表时，标题的位置可能会发生变化，因为图表中可用空间减少了。

因此，在使用坐标轴锁定时，需要仔细考虑其对数据显示和图表布局的影响。

# 6. 结论

坐标轴锁定是一种强大的工具，可以帮助您创建更清晰、更具信息性的图表。通过使用本文中介绍的技术，您可以轻松地锁定坐标轴，以保持图表比例、限制数据范围、动态调整坐标轴并实现坐标轴联动。

请记住，在使用坐标轴锁定时要小心，因为它可能会导致数据丢失或影响图表布局。但是，只要明智地使用，坐标轴锁定可以成为您数据可视化工具包中宝贵的工具。