Matlab常用函数：plotyy函数

Matlab常用函数——plotyy函数

在数据分析和科学研究中，绘制图形是不可或缺的一部分。Matlab作为一种强大的数值计算软件，提供了多种函数来满足不同绘图需求。其中，plotyy函数是一个非常常用的函数，它允许在同一个图中绘制两条具有不同纵坐标轴的2D图形。这在对比和分析具有不同数量级或变化范围的数据时，尤其有用。本文将详细介绍plotyy函数的基本用法、进阶技巧及实例应用。

一、plotyy函数的基本用法

plotyy函数的基本语法如下：

```matlab

[AX,H1,H2] = plotyy(X1,Y1,X2,Y2)

```

X1、Y1：第一组数据的横坐标和纵坐标。

X2、Y2：第二组数据的横坐标和纵坐标。

AX：包含两个坐标轴句柄的向量，AX(1)为左侧轴句柄，AX(2)为右侧轴句柄。

H1：第一条曲线的句柄。

H2：第二条曲线的句柄。

plotyy函数会返回一个包含两个坐标轴句柄的向量AX，以及两个曲线的句柄H1和H2。左纵轴用于绘制第一组数据X1-Y1，右纵轴用于绘制第二组数据X2-Y2。

二、plotyy函数的进阶用法

1. 自定义绘图类型

plotyy函数不仅支持基本的plot绘图类型，还支持其他类型的绘图，如semilogx、semilogy和loglog等。其一般语法如下：

```matlab

[AX,H1,H2] = plotyy(X1,Y1,X2,Y2,FUN1,FUN2)

```

FUN1：第一组数据的绘图类型。

FUN2：第二组数据的绘图类型。

2. 设置坐标轴刻度

在使用plotyy函数后，可以通过axis函数和set函数手动设置坐标轴的刻度。

```matlab

[AX,H1,H2] = plotyy(X1,Y1,X2,Y2);

set(AX(1),'ytick',YTicks1); % 设置左纵轴刻度

set(AX(2),'ytick',YTicks2); % 设置右纵轴刻度

set(gca,'xtick',XTicks); % 设置横轴刻度

```

YTicks1：左纵轴的刻度向量。

YTicks2：右纵轴的刻度向量。

XTicks：横轴的刻度向量。

3. 设置坐标轴标签

坐标轴的标签可以通过set函数进行设置。

```matlab

ylabelLeft = get(AX(1),'ylabel'); % 获取左纵轴标签句柄

ylabelRight = get(AX(2),'ylabel'); % 获取右纵轴标签句柄

set(ylabelLeft,'string','Left Y-axis Label'); % 设置左纵轴标签

set(ylabelRight,'string','Right Y-axis Label'); % 设置右纵轴标签

xlabel('X-axis Label'); % 设置横轴标签

```

4. 设置曲线样式

可以通过set函数对曲线的样式进行自定义，包括线型、标记符号和颜色等。

```matlab

set(H1,'LineStyle','-','Marker','o','Color','r'); % 设置第一条曲线的样式

set(H2,'LineStyle','','Marker','*','Color','b'); % 设置第二条曲线的样式

```

5. 添加图例

通过legend函数可以为图形添加图例。

```matlab

legend([H1,H2],'Data 1','Data 2'); % 添加图例

```

三、plotyy函数的实例应用

1. 绘制不同衰减速率的数据

以下是一个简单的例子，展示如何使用plotyy函数绘制具有不同衰减速率的数据。

```matlab

x = 0:0.01:20;

y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);

y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);

figure; % 新建图形窗口

[hAx,hLine1,hLine2] = plotyy(x,y1,x,y2);

title('Multiple Decay Rates');

xlabel('Time (\musec)');

ylabel(hAx(1),'Slow Decay'); % 左纵轴标签

ylabel(hAx(2),'Fast Decay'); % 右纵轴标签

% 设置曲线样式

hLine1.LineStyle = '';

hLine2.LineStyle = ':';

```

2. 绘制多种形式的图形

plotyy函数还支持在一个图中绘制多种形式的图形。以下示例展示了如何在同一个图中绘制plot和stem两种形式的图形。

```matlab

x = 0:0.1:10;

y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);

y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);

figure; % 新建图形窗口

plotyy(x,y1,x,y2,'plot','stem');

% 添加标题和坐标轴标签

title('Plot and Stem on the Same Figure');

xlabel('X-axis');

ylabel(hAx(1),'Y1'); % 左纵轴标签

ylabel(hAx(2),'Y2'); % 右纵轴标签

```

3. 复杂数据的可视化

有时需要绘制更为复杂的数据。例如，在一个图中绘制三组数据，其中两组数据共享同一个横坐标，但分别对应不同的纵坐标轴。

```matlab

x = linspace(0,10);

y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);

y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);

y3 = 0.2*exp(-0.5*x).*sin(10*x);

figure; % 新建图形窗口

[hAx,hLine1,hLine2] = plotyy(x,y1,[x',x'],[y2',y3']);

% 设置曲线样式

set(hLine1,'LineStyle','-','Marker','o','Color','r');

set(hLine2(1),'LineStyle','','Marker','*','Color','b'); % y2曲线

set(hLine2(2),'LineStyle',':','Marker','x','Color','g'); % y3曲线

% 设置坐标轴标签

ylabel(hAx(1),'Y1'); % 左纵轴标签

ylabel(hAx(2),'Y2 and Y3'); % 右纵轴标签（共享）

xlabel('X-axis');

title('Complex Data Visualization');

% 添加图例

legend([hLine1,hLine2(1),hLine2(2)],'Y1','Y2','Y3');

```

四、总结

plotyy函数是Matlab中一个非常实用的绘图函数，它允许在同一个图中绘制两条具有不同纵坐标轴的2D图形。通过灵活使用plotyy函数及其相关设置函数，可以创建复杂而清晰的图形，以便更好地分析和展示数据。无论是基本用法还是进阶技巧，plotyy函数都能提供强大的支持，满足各种绘图需求。