Как создавать графики в MATLAB

Эта статья поможет новым пользователям получить базовые знания о графических данных в MATLAB. Конечно, тут не будут рассмотрены все детали графики в MATLAB. Однако статья раскроет достаточно материала для начала работы. Для понимания данной статьи не требуются знания по программированию. Все основные программные конструкции будут разъяснены далее.

Шаги

Загрузить PDF

1
Узнайте о тонкостях работы в MATLAB.
- Оператор «точка с запятой»: если команда заканчивается знаком ‘;’, тогда результат данной операции не будет отображаться на экране. Это очевидно, когда есть небольшое определение, например, y = 1. Проблема же возникает, когда необходимо создать матрицу большой размерности. Знак ‘;’ не нужен тогда, когда вывод необходим для пользователя, например при работе с графикой.
- Команда очистки: есть несколько полезных команд, которые могут быть вызваны из командного окна. Наберите «clear» после знака «>>». Это очистит все текущие переменные, что может помочь при обнаружении странного результата. Также можно ввести «clear» и имя переменной, чтобы очистить значение конкретной переменной.
- Типы переменных: единственным типом переменных в MATLAB является массив. Это означает, что переменные устроены в виде списка значений. Наиболее простым списком значений является одно число. В случае с MATLAB не нужно указывать размер массива при создании переменной. Чтобы присвоить переменной значение одного числа, наберите, к примеру, z =1. Если вы захотите добавить значение для z, просто введите z[2] = 3. Вы можете обратиться к любому значению в массиве с помощью записи z[i], где i — номер позиции в массиве. Итак, если вам нужно получить значение 3 из z, то необходимо просто набрать z[2].
- Циклы: циклы используются тогда, когда действие необходимо выполнить несколько раз. В MATLAB есть 2 типа циклов: цикл «for» и цикл «while». Обе конструкции взаимозаменяемы, однако бесконечный цикл проще создать конструкцией «while», чем «for». Признаком бесконечного цикла является то, что на вывод поступают только те данные, которые находятся внутри цикла.
- Циклы for: циклы for в MATLAB имеют вид: "for i = 1:n / do действия / end" (обратный слеш означает переход на новую строку). Этот цикл означает «совершить действие» n раз. Итак, если в цикле записано «вывести „Привет“», и количество интерпретаций равно 5, то будет напечатано «Привет» 5 раз.
- Циклы while: в MATLAB имеют вид : "while выражение истинно / do действия / end". Это значит, что действие выполняется, пока выражение истинно. Обычно в теле цикла имеется инструкция, которая меняет значение логического выражения на «false». Чтобы сделать цикл while из цикла for нужно написать "while i<=n / do действия / end".
- Вложенные циклы: цикл вложенный, если он находится внутри другого цикла. Это выглядит примерно так: "for i = 1:5 / for j = 1:5 / do действия / end / end". Пять раз будет выполнено действие по счетчику j, затем значение i увеличится на единицу, снова будет 5 раз выполнено действие по счетчику j и так далее.
- Для получения более подробной информации по любой части данной статьи или MATLAB в целом, посетите MATLAB сайт.
Окно будет выглядеть так:
Нет необходимости выполнять этот шаг, если вам нужна простая функция, например y = sin(x). Тогда сразу переходите к 4-ому шагу. Для создания файла функции нажмите «New» (Новый) в меню «File» (Файл), потом выберите «Function» (Функция) из выпадающего списка. Должно появиться окно, которое изображено на рисунке. Здесь вы будете писать свою функцию.
Удалите возвращаемые значения и знак «=». Это необходимо только в том случае, если вы хотите вывести значение, которое не касается графики. Измените имя функции с «Untitled» на то, которое считаете нужным. Вставьте имя переменной вместо «input args». Далее мы будем использовать «n» в качестве входного параметра для функции. Эта переменная используется для передачи функции количества точек. Вы можете удалить часть текста после знака «%» либо же оставить его. Весь текст, расположенный после знака «%», считается комментарием и пропускается компьютером во время выполнения функции.
5
Введите данные. Этот шаг может быть выполнен несколькими способами. Это зависит от типа информации, которую вы хотите отобразить. Если нужно нарисовать график функции y = sin(x), используйте простой метод. Если необходимо изобразить набор данных, в котором х увеличивается, например (1, y1), (2, y2),...(n, yn), и число точек является переменным значением, тогда нужно использовать векторный метод. Если вам нужно сгенерировать список точек с тремя измерениями вместо двух, лучше использовать матричный метод.
- Простой метод: определите границы и шаг для независимой переменной x. Например, ">>x = 0 : (pi/100) : (2*pi);" сделает x списком значений от 0 до 2*Pi с шагом Pi/100. Средняя часть выражения необязательна. Если ее опустить, то значение интервала будет равно 1 (например, x = 1:10 присвоит переменной x значения 1,2,3,...10). Введите вашу функцию в командной строке командного окна. Это будет выглядеть так: ">> y = sin(x);".
- Векторный метод: используйте Graph Data in Matlab, an Introduction# Tips|цикл for для добавления значений в вектор. Обращение к вектору в MATLAB имеет вид x(i) = 2, где i — любое число большее нуля. Вы также можете обращаться к частям вектора, значения которых уже определены: x(3) = x(2) + x(1). Помните, что n — количество входных данных вашей функции.
- Матричный метод: используйте два Graph Data in Matlab, an Introduction # Tips| вложенных цикла — один цикл внутри другого. Первый цикл должен изменять значение переменной x. Второй — значение переменной y. Для большей наглядности нажмите Tab перед началом второго цикла. Запишите выражение внутри второго цикла, которое вычислит значения для матрицы. Определение для матрицы выглядит так: x(i,j) = 4, где i и j — два любых числа, которые больше нуля. Не забывайте, что n — количество данных.
6
Теперь используйте графику.
- Простые и векторные методы: если вы используете векторный метод, наберите plot(x) после цикла for. Если вы выбрали простой метод, наберите plot(x,y) и нажмите клавишу Enter; сразу перейдите к пункту 8. Общий вид функции для отображения графики — plot(x,y), где x и y — список чисел. plot(z) построит график, в котором x принимает значения 1,2,3,4,5 и так далее. Вы можете выбрать цвет и стиль точек, тип линии, добавляя строку параметров после аргументов функции. Это выглядит примерно так: plot(x,y,'r-p'). ‘r’ означает, что линия должна быть красной; ‘-‘ — сплошная линия; ‘p’ сделает точки более жирными, похожими на звезды. Строка формата должна быть в кавычках.
- Матричный метод: наберите mesh(x) после вложенных циклов for. Проверьте, что вы не добавили точку с запятой после выражения.
Сохраните файл. Если вы использовали простой метод, пропустите этот шаг.
Наберите имя функции и ее аргумент в командном окне. Например, ">>FibGraph(8)".
В окне должен отобразиться график.
Реклама