Matlab导入多个.mat文件进行画图

Posted 2023-01-30 CrazyPixel

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Matlab导入多个.mat文件进行画图相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

0. 实验背景

需要导入多个.mat文件，将多组数据画在一个图中，并设置图例、坐标轴、散点图、折线图、子图等。

由于存在重复操作，主要使用脚本文件编写代码。
figure窗口操作比较简单，脚本文件不好写的部分可用figure窗口操作进行辅助。

1. 导入.mat文件存储

1.1 导入.mat文件及作图最简单的方式：

在matlab工作文件夹区域打开存有.mat文件的文件夹，双击.mat文件则导入该文件。

之后使用如下命令可画图:

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

多种数据则重复此过程即可。

1.2 导入.mat文件及作图的脚本代码

代码如下，导入6个.mat文件并作图：

%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\');
%获取数据，这里可以这样写是因为我.mat文件中只存在两个属性x和y，不知道自己.mat文件中有哪些属性的话，可以点击工作区的m1~m6变量中的任何一个。
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;
%多组数据画图
plot(x1,y1);
hold on;%hold on使得一张图中可以显示多个不同的图像线条
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形成的结构体的属性的方式如下：

2. plot画图总结

2.1 画散点图

画散点图可以使用scatter()函数，也可使用plot()函数，本文主要介绍使用plot()函数的方法。

2.1.1 点形状

matlab中常用的点形状如下所示：

+                 \'+\'号
o                 空心圆
*                 \'*\'号
.                 实心点,比空心圆小 
x                 \'x\'号
square or s   空心正方形
diamond or d  空心菱形
^                 空心上三角，尖头朝上
v                 空心下三角，尖头朝下
>                 空心右三角，尖头朝右
<                 空心左三角，尖头朝左
pentagram or p  空心五角星
hexagram or h   空心六边形

plot函数实例:

plot(x,y,\'+\');%绘制散点图，散点图形状为\'+\'。
plot(x,y,\'s\');%绘制散点图，散点图形状为空心正方形，等同于plot(x,y,\'square\');

2.1.2 点大小

属性：\'Markersize\'

plot函数实例:

plot(x,y,\'+\',\'Markersize\',4);%绘制散点图,点大小为4

2.1.3 点颜色

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

plot函数实例:

%1.使用默认颜色
plot(x,y,\'+r\',\'Markersize\',4);%绘制散点图,点大小为4,颜色为红色
%2.使用默认颜色的第二种方式：
plot(x,y,\'+\',\'Markersize\',4);%绘制散点图,点大小为4
                             %颜色为多组线条的默认值，第一条为蓝色，第二条为橙色，...,详见2.3.1节
%3.自定义颜色，RGB格式为[r g b],每个数值为0~1之间的小数值
plot(x,y,\'+\',\'Color\',[0 0.321 0],\'Markersize\',4)%绘制散点图,点大小为4
                                                %颜色为自定义的颜色，取色方式见2.3.2小节

注意，在用plot绘制散点图添加各种属性的时候，点形状应该摆在第一位，如果先设置\'Color\'或者\'Markersize\'等属性对，则会导致点形状无法和对应属性配对。

（实际上是我不太知道plot函数里点形状的属性名称，所以这样写，如果能知道这个属性名称的话就无所谓了。）

2.1.4 点填充

属性：\'MarkerFaceColor\'

plot函数实例:

plot(x,y,\'s\',\'Color\',[0 0.321 1],...  %...用来拆分长命令
    \'Markersize\',4,\'MarkerFaceColor\',[0 0.321 1]);%空心正方形内部填充和边框同样的颜色

2.2 画折线图

画折线图主要使用的是plot()函数。

2.2.1 折线形状

-      实线
--     虚线
:      点线（短虚线）
-.     点段线（类似-·-·-）

plot函数实例:

% 1.常用方式
plot(x,y,\'--\');%绘制折线图，线为虚线
% 2.突出每个点的方式
plot(x,y,\'--s\');%线为虚线，每个点为空心正方形，点的属性设置还是可以参考2.1的参数设置。

2.2.2 折线粗细

属性：\'linewidth\'

plot函数实例:

% 1.常用方式
plot(x,y,\'--s\',...
    \'linewidth\',3);%设置线的粗细

2.2.3 折线颜色

和点的颜色设置类似。

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

plot函数实例:

%1.使用默认颜色
plot(x,y,\'--+r\');
%2.使用默认颜色的第二种方式：
plot(x,y,\'--+\');%颜色为多组线条的默认值，第一条为蓝色，第二条为橙色，...,详见2.3.1节
%3.自定义颜色，RGB格式为[r g b],每个数值为0~1之间的小数值
plot(x,y,\'--+\',\'Color\',[0 0.321 1])%颜色为自定义的颜色，取色方式见2.3.2小节

注意，在用plot绘制折线图添加各种属性的时候，如果只有线形状设置，可用属性对\'linestyle\',\'--\'摆在任何位置，如果还有点形状的设置，则应该摆在x,y之后的第一位，否则会导致点形状无法和对应属性配对。

2.3 多条线条颜色组合

matlab中作图有的时候会有多组数据分别作图，呈现在一张图中，此时颜色的搭配就能够体现出图像的美观。

2.3.1 matlab默认配色

matlab默认配色如下所示:

对应的rgb数值为：

[[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函数实例:

plot(x,y,\'--+\');%该线条为第几条，就对应哪种颜色

2.3.2 自定义RGB

用户可使用[value1 value2 value3]的三元组方式设置任意颜色。

matlab中RGB数值需要0_{1之间，而一般的颜色RGB数值为0}255之间。两种格式的转变也很简单：

常见格式：
[134 255 0]
转为matlab可用格式：
[134/255 255/255 0/255]=[0.5255 1 0]
而从matlab可用格式转为常见格式则*255即可。

下面主要介绍一下常用的取色方式：

PS取色

将截图用PS打开，之后按照下图操作:

2. PPT取色

将截图插入ppt中，之后按照下图操作

plot函数实例:

plot(x,y,\'--+\',\'Color\',[0 0.321 1])%颜色为自定义的颜色

2.4 显示网格

//显示网格线
grid on;%默认颜色为灰色
//隐藏网格线（默认）
grid off;

2.5 显示图例

2.5.1 脚本代码写法

% 一般写法
legend(\'图1的标注，支持latex格式\',\'图2的标注，支持latex格式\',……,\'图n的标注，支持latex格式\');

legend也有很多参数可供调整,例如如下代码:

lgd=legend(\'图1的标注，支持latex格式\',\'图2的标注，支持latex格式\',……,\'图n的标注，支持latex格式\',...
    \'Location\',\'NorthOutside\', ... %图例的位置
    % \'Position\',[左下点x相对坐标 左下点y相对坐标 图例相对宽度 图例相对高度]; %图例位置的另一种写法，可通过数值修改自由移动图例位置，Position和Location二者选择其一。
    \'Orientation\',\'horizontal\',... % 水平显示还是垂直显示
    \'FontName\',\'Times New Roman\',\'FontSize\',23, \'FontWeight\',\'bold\');% 图例字体

2.5.2 figure窗口操作（推荐）

显示图例

使用plot()函数在脚本或者命令行生成figure图像；
点击如下所示的按钮显示图例：

图例属性设置

点击如下按钮，为后面选中图例对象做准备：
选择图例对象，右键，选择“打开属性检查器”
可在属性检查器中编辑修改图例边框、图例位置等信息
点击图例之后，如果四周出现正方形标识，可直接拖动legend对象改变位置，或者选择四个角的任意一个改变图例大小。
附上legend属性和取值的参考

2.6 设置坐标轴

2.6.1 坐标轴名称

%设置x坐标轴
xlabel(\'x坐标轴名称，支持latex格式\');
%设置y坐标轴
ylabel(\'y坐标轴名称，支持latex格式\');

2.6.2 坐标轴名称的文字格式（字体、大小、加粗）

xlabel(\'x坐标轴名称，支持latex格式\',...
    \'FontName\',\'Times New Roman\',\'FontSize\',23,\'FontWeight\',\'bold\');
    %分别设置字体风格、字体大小，字体效果(加粗)
ylabel(\'y坐标轴名称，支持latex格式\',...
    \'FontName\',\'Times New Roman\',\'FontSize\',23,\'FontWeight\',\'bold\');

2.6.3 坐标轴框线和刻度数字

%设置刻度数字
set(gca,\'FontName\',\'Times New Roman\',\'Fontsize\',23,\'FontWeight\',\'bold\');
        %设置字体风格、字体大小、字体效果(加粗)
%坐标轴框线加粗
set(gca,\'linewidth\',1.5);%1.5位置可自由设置合理的数值

2.7 画子图（局部放大图）

2.7.1 子图的脚本代码写法

有的时候需要显示局部数据，因此需要在大图中嵌入子图。

%显示子图
axes(\'position\',[0.15,0.55,0.2,0.23]);%设置子图的出现位置
plot(x,y,\'s\',\'Color\',[0.9216,0.7098,0.1294],...
    \'Markersize\',4,\'MarkerFaceColor\',[0.9216,0.7098,0.1294]);%设置子图的数据、图形状、颜色等属性
hold on;

我们通常会在论文图中，看到子图和大图局部之间存在虚线框和箭头，提示读者子图放大的是哪一部分的图像。脚本代码如下：

%子图提示图形--虚线框
xi=[214 214 216 216];%设置左下、左上、右上、右下（顺时针方向）的x绝对坐标
yi=[0 3.3 3.3 0];%设置左下、左上、右上、右下（顺时针方向）的y绝对坐标
plot(xi,yi,\'b\',\'LineWidth\',2,\'LineStyle\',\'--\');%画出虚线框，颜色为蓝色，线宽度为2，线形状为虚线
%子图提示图形--箭头
annotation(\'arrow\',...%设置箭头类型为‘单箭头’，此外还有双箭头等
    [0.5,0.37],[0.5,0.7],... %设置箭头起始位置和终止位置，[x1 x2],[y1 y2]表示从起点(x1,y1)到终点(x2,y2)，使用的是相对坐标。
    \'color\',[0 0 1],\'LineWidth\',2);%箭头颜色为蓝色，线条宽度为2