Matlab Plot：用於數據可視化的強大工具

一、基礎繪圖

Matlab的plot函數是最常用的繪製二維圖形的函數之一，它可以用來繪製線性圖、散點圖、餅圖、直方圖等等。繪製基礎圖形非常簡單，只需要提供要繪製的數據即可。

% 繪製折線圖
x = 0:0.1:pi;
y = sin(x);
plot(x,y)

運行該代碼，將會繪製出一條sin函數曲線。

除了基礎繪圖，我們還可以對繪製出來的圖像進行格式化處理，比如修改線條顏色、添加圖例、調整坐標軸範圍等等。

% 修改線條顏色
x = 0:0.1:pi;
y = sin(x);
plot(x,y,'r') % 將折線顏色改為紅色

運行該代碼，將會繪製出一條紅色的sin函數曲線。

% 添加圖例
x = 0:0.1:pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,'r',x,y2,'g')
legend('sin','cos') % 添加圖例

運行該代碼，將會繪製出一條紅色的sin函數曲線和一條綠色的cos函數曲線，並在圖像上添加上了“sin”和“cos”兩個圖例。

二、多子圖繪製

某些情況下，我們需要在同一張圖中繪製多幅子圖或多個子圖，這時候可以使用subplot函數將一個大圖劃分成多個小圖進行繪製。

% 繪製多個子圖
x = 0:0.1:pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
y3 = tan(x);
subplot(2,2,1) % 第一個子圖
plot(x,y1)
subplot(2,2,2) % 第二個子圖
plot(x,y2)
subplot(2,2,[3 4]) % 第三個和第四個子圖
plot(x,y3)

運行該代碼，將會繪製出一張有三個子圖的大圖，第一個子圖繪製sin函數曲線，第二個子圖繪製cos函數曲線，第三個和第四個子圖繪製tan函數曲線。

三、圖像格式化

Matlab中還提供了豐富的圖像格式化手段，使得圖像更具可讀性、美觀性。下面是一些常見的圖像格式化操作：

• 修改坐標軸範圍：axis函數可以用來修改x軸和y軸的範圍。
• 添加標題和標籤：title、xlabel、ylabel函數可以分別添加圖像的標題和坐標軸標籤。
• 修改線條粗細：在plot函數中使用LineWidth參數可以修改線條的粗細。

% 圖像格式化案例
x = 0:0.1:pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,'r',x,y2,'g','LineWidth',2)
title('Sin and Cos Curve') % 添加標題
xlabel('X-axis') % 添加x軸標籤
ylabel('Y-axis') % 添加y軸標籤
axis([0 pi -1 1]) % 修改坐標軸範圍

運行該代碼，將會繪製出一條紅色的sin函數曲線和一條綠色的cos函數曲線，帶有標題、坐標軸標籤，並且x軸的範圍是0到π，y軸的範圍是-1到1。

四、三維圖像繪製

除了二維圖像，Matlab還支持繪製三維圖像，比如三維散點圖、三維曲面等等。

% 繪製三維曲面
[x,y] = meshgrid(-2:0.2:2);
z = x.*exp(-x.^2-y.^2);
surf(x,y,z)

運行該代碼，將會繪製出一個三維曲面。

繪製三維圖像需要使用到Matlab中的一些專業函數，比如surfl、meshgrid等等。通過這些函數的組合使用，可以繪製出各種各樣的三維圖像。

五、數據可視化案例

通過Matlab繪製的圖像，可以幫助我們更好地理解數據本身所包含的信息和規律。下面是兩個數據可視化案例。

案例1：人口增長數據

我們使用Matlab繪製人口增長數據的折線圖，以便更好地了解人口增長的趨勢和規律。

% 人口增長數據可視化
data = load('population.txt');
year = data(:,1);
pop = data(:,2);
plot(year,pop)
xlabel('Year')
ylabel('Population (in millions)')
title('World Population Growth')

運行該代碼，將會繪製出一條人口增長折線圖，橫軸表示年份，縱軸表示人口數。

案例2：電影票房數據

我們使用Matlab繪製電影票房數據的直方圖，以便更好地了解電影票房的分布規律。

% 電影票房數據可視化
data = [27.5 30.0 26.5 22.0 29.5 24.0 25.5 25.0 24.0 25.5
        27.0 26.5 27.5 26.5 28.0 29.0 27.5 29.5 27.0 26.5
        28.5 25.5 29.0 28.0 30.0 26.5 29.0 29.5 25.5 28.0
        26.0 27.5 25.0 25.5 26.5 28.0 23.5 25.5 25.0 24.0
        26.5 24.5 25.0 25.5 27.5 22.5 26.0 23.5 26.5 29.0];
histogram(data,10)
xlabel('Box Office (in millions)')
ylabel('Frequency')
title('Box Office Distribution')

運行該代碼，將會繪製齣電影票房數據的直方圖，橫軸表示票房數，縱軸表示票房數出現的頻率。