Octave 入门教程：绘图

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本内容将介绍在 Octave 中绘制图形。

一、绘制基本图形

1.1 简单绘图

在 Octave 中绘制函数图形的步骤如下：

先定义变量
然后定义函数
最后调用 plot 命令，如 plot(x, y)。

例子：绘制函数

y = x^2

$y = x^{2}$

。在 Octave 中输入以下代码：

x1 = [-100: 20: 100];  % x1 的取值范围是（-100,100），增量为 20
y1 = x1.^2;            % y1 = x1*x1
plot(x1, y1);
hold on;
x2 = [-100: 5: 100];   % x2 的取值范围是（-100,100），增量为 5
y2 = x2.^2 + 2000;     % y2 = x2*x2 + 2000
plot(x2, y2);

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

我们可以看到增量为 5 的

x2

$x 2$

绘制出来的图形比增量为 20 为

x1

$x 1$

的图形更加平滑。

所以减少增量，能够绘制出更加平滑的图形

。

上面我们用到了
hold on
，它的作用是：将新图像画在旧图像上面，而不是覆盖旧图像。如果将上面代码中的
hold on
删除，最终只会显示

(

)

2000

y2 = (x2)^2+2000

$y 2 = (x 2)^{2} + 2000$

的图形。

1.2 在图形中添加标题，标签，网格线

我们可以在图形中添加标题，为 x 轴和 y 轴添加标签，显示网格线等。相关命令说明如下：

xlabel
和
ylabel
命令添加 x 轴和 y 轴的标签。
标题命令（
title
）添加标题。
网格命令（
grid on
）显示网格线。
轴等于命令（
axis equal
）允许生成与同等规模因素和空间两个坐标轴上的积点。
轴方形命令生成一个正方形的积点。

在 Octave 中输入以下代码：

x = [0: 0.01: 10];
y = sin(x);
plot(x, y);
xlabel('x');             % 添加 x 轴标签
ylabel('Sin(x)');        % 添加 y 轴标签
title('Sin(x) Graph');   % 添加标题
grid on;                 % 显示网格线
axis equal;

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

1.3 在同一张图中绘制多个函数

在 Octave 中输入以下代码：

x = [0: 0.01: 10];
y = sin(x);
h = cos(x);
plot(x, y, x, h, '.-');
legend('Sin(x)', 'Cos(x)');

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

上面我们用到了
legend
，它的作用是：在图形中添加图例。如果将上面代码中的
legend
语句删除，上面图形中右上角将不会显示图例。

1.4 在图形上的颜色设置

Octave 提供的基本颜色选项如下：

Color	Code	Color	Code
White	w	Cyan	c
Black	k	Green	g
Blue	b	Magenta	m
Red	r	Yellow	y

在 Octave 中输入以下代码：

x = [0: 0.01: 10];
y = sin(x);
h = cos(x);
plot(x, y, 'r', x, h, 'g'); % 使用红色绘制 y = sin(x) 的图形，使用绿色绘制 y = cos(x) 的图形
legend('Sin(x)', 'Cos(x)');

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

1.5 设置轴刻度

通过
axis
命令可以设置轴的刻度，即设置 x 和 y 轴的最小值和最大值，使用方式如下：

axis([xmin xmax ymin ymax])

在 Octave 中输入以下代码：

x = [0: 0.01: 10];
y = exp(-x).*sin(2*x+3);
plot(x, y);
axis([0 10 -1 1]);

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

1.6 生成子图

使用
subplot
命令创建子图，使用方式如下：

subplot(m, n, p)

其中，m 和 n 为积阵列的行数和列数（即将图像分割成 m*n 个格子），p 表示把当前图形绘制在哪个子图中（即使用第几个格子绘制下面的图形）。
subplot
命令建立的每个图形都可以有其自己的特点。

在 Octave 中输入以下代码：

x = [0: 0.01: 10];
y = sin(x);
% 在第 1 个格子中显示 y=sin(x) 的图形
subplot(1, 2, 1);
plot(x, y, 'b'), xlabel('x'), ylabel('sin(x)');
h = cos(x);
% 在第 2 个格子中显示 y=cos(x) 的图形
subplot(1, 2, 2);
plot(x, h, 'r'), xlabel('x'), ylabel('cos(x)');

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

1.7 其他一些命令

命令	说明
figure	给图形标号
print -dpng ‘myPlot.png’	保存图形，保存图形到 ‘myPlot.png’ 文件中，保存目录为当前工作路径。
close	关闭图形
clf	清除图形

二、绘制二维条形图

使用
bar
命令绘制二维条形图。

在 Octave 中输入以下代码：

x = [1:10];
y = [75, 90, 87, 68, 50, 88, 78, 99, 60, 66];
bar(x, y), xlabel('Student'), ylabel('Score'), title('First Sem');

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

三、绘制等高线图

生成的等高线图，显示了对于一个给定的功能的轮廓线

(

)

g=f(x,y)

$g = f (x, y)$

。这个函数有两个变量，因此，我们将生成两个独立的变量，即两个数据集

x

$x$

和

y

$y$

，通过调用
meshgrid
命令实现。

meshgrid
命令是用于产生一个矩阵的元素，赋予

x

$x$

和

y

$y$

的范围内进行了在每一种情况下的增量同规格一起。

例子：绘制

g=x^2+y^2

$g = x^{2} + y^{2}$

的等高线，在 Octave 中输入以下代码：

[x, y] = meshgrid(-5: 0.1: 5, -3: 0.1: 3); %
g = x.^2 + y.^2;           % 函数 g
[C, h] = contour(x, y, g); % 绘制等高线图
set(h, 'ShowText', 'on', 'TextStep', get(h, 'LevelStep')*2);

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

四、绘制三维图

三维图显示有两个自变量的函数的表面，

(

)

g=f(x,y)

$g = f (x, y)$

。

首先使用
meshgrid
命令创建一组

)

(X,Y)

$(X, Y)$

；然后，设置输入函数；最后使用
surf
命令绘制图形。

在 Octave 中输入以下代码：

[x, y] = meshgrid(-2: .2: 2);
g = x .* exp(-x.^2 - y.^2);
surf(x, y, g);  % 绘制三维图

运行以上代码，将绘制出如下图形：

在这里插入图片描述

参考：

[1]

https://www.w3cschool.cn/matlab/

[2] 吴恩达《机器学习》课程

原文链接：https://blog.csdn.net/benzhujie1245com/article/details/83117637

一、绘制基本图形

1.1 简单绘图

1.2 在图形中添加标题，标签，网格线

1.3 在同一张图中绘制多个函数

1.4 在图形上的颜色设置

1.5 设置轴刻度

1.6 生成子图

1.7 其他一些命令

二、绘制二维条形图

三、绘制等高线图

四、绘制三维图

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