特殊字元符號

(1)

Matlab磁碟檔案操作與繪圖

(2)

Load及Save

 Matlab提供Load及Save指令來對磁碟檔案作儲存。

 另外有關磁碟檔案管理指令，如dir、type、

delete或chdir等(類似DOS指令)。

 在不同作業系統亦提供「!」在指令前執行該系統指令操作，如!dir/o/p、!del...等。

 當然先決條件，學習者須具備作業系統操作指令。

(3)

不同系統磁碟操作指令(部分舉例)

Matlab MS-DOS UNIX VAX/VMS

dir dir ls dir

type type cat type

delete del rm delete

chdir chdir cd set default

(4)

 Matlab尚提供diary filename以記錄系統載入後的所有記錄，並以ASCII格式存檔。

 load與save的指令是將變數值或資料以ASCII或二進位格式存取。

 load file是將file內儲存資料，載入Matlab系統中；

save file則可以指定二進位或ASCII文字方式將資料儲存。

 二進位格式儲存檔案較大於ASCII所儲存檔案，但

前者亦於使用編輯軟體處理或編輯。

(5)

 save temp，其附加檔案名為.mat，即 temp.mat。

 save temp x則存入工作空間裡變數x的值到 temp.mat的檔案中。

 同理save temp x y z則存入工作空間裡變數x、

y、z的值到temp.mat的檔案中。

(6)

儲存為ASCII檔案時則

 save filename 變數1 變數2 …. /ascii。

 save filename 變數1 變數2….. -ascii。

 save filename 變數1 變數2….. /ascii / double。

 save filename 變數1 變數2….. -ascii –double，

其中double為16字元的倍精確度格式的指令。

 舉例: save temp.dat x y –ascii；表以ascii儲存x、

y變數的值至temp.dat檔案中。

(7)

特殊字元符號

 特殊符號表示

字元符號字元符號

\it {文字

字串} 斜體字 \gamma 字元符號 

\pi 字元符號  \delta 字元符號 

\alpha 字元符號 \epsilon 字元符號 

\beta 字元符號 \Sigma 字元符號 

(8)

字元符號字元符號

\sigma 字元符號 \leftarrow 左箭號 

\tau 字元符號 \rightarrow 右箭號 

\Gamma 字元符號 \bullet 圓點符號 

\zeta 字元符號

(9)

 HorizontalAlignment:設定文字方塊在物件中的對齊方式；left(預設值)表靠左對齊，

center表置中對齊，right表靠右對齊。

 VerticalAlignment:設定文字方塊在物件中的垂直方向對齊方式；middle(預設值)表置中，top表向上對齊，bottom表靠向下對齊。

對齊、標題指令

(10)

 legend(‘string1’,’string2’): 區分座標圖上的多重線。

 標題，title(‘text’)或 title(ax,….)

 x軸標題， xlabel(‘text’)或 xlabel(ax,...) 加x軸標題至特定的軸。

 y軸標題， ylabel(‘text’)或 ylabel(ay,...)加y軸標題至特定的軸。

 加字至xy或xyz座標系統位置上 text(x,y,‘string’) 或 text(x,y,z,‘string’) 。

(11)

 plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2,x3,y3,s3,……..)，例如plot(x,y,'y- ',x,y,'go')。

 各字元符號代表意義:

 b blue(藍) . point - solid

 g green(綠) o circle : dotted

 r red(紅) x x-mark -. dashdot

 c cyan(青綠) + plus -- dashed

 m magenta(暗紅) * star (none) no line

 y yellow(黃) s square

 k black(黑) d diamond

 v triangle (down) ^ triangle (up)

 < triangle (left) > triangle (right)

繪圖

(12)

 grid on加上虛線至目前軸上。

 grid off將目前軸上虛線移除。

 hold on維持目前圖像以讓下張圖像加入現存圖像中。

 hold off回復至初始設定值。

(13)

舉例-2D繪圖

 %**2D plot**%

 t=0:0.01:1.5;

 a=t;

 b=t.^2;

 plot(t,a,'r-');

 hold on;

 plot(t,b,'b:');

 grid;

 title('The Strait line and the Parabolic curve')

(14)

 hold off;

 legend('Strait Line','Parabolic Curve')

 text(0.4,0.4,'y=x \rightarrow

\bullet','Horizontalalignment','right')

 text(0.8,0.64,'\bullet \leftarrow

y=x^{2}','Horizontalalignment','left')

 text(.1,1.8,'\alpha \beta \gamma \delta \epsilon \kappa

\tau \xi \eta \zeta')

 text(.1,1.6,'\Sigma \sigma \Gamma \Delta \theta \pi

\Pi')

(15)

 fplot(‘函式運算式＇,[xmin, xmax])，例如繪製y=(e^- 0.8t )cos(4t) ，因此直接在Matlab命令視窗中鍵入

fplot(‘(exp(-0.8*t)).*cos(4*t)’,[0, 5])。

(16)

統計圖與離散資料圖

 hist(x, y)

 stem(x, y)

 y=1/(x^3-x+1)的離散資料統計圖和-4到+4之間的常態分佈亂數資料統計圖。

(17)

舉例

 %** Set axis **%

 x = 0:0.1:4*pi;

 plot(x, sin(x)+sin(3*x));

 set(gca, 'ytick', [-1 -0.3 0.1 1]);

 set(gca, 'yticklabel', {'Min','Critical','Corupt','Max'});

 grid on

 % gca : 調整現行座標軸。

(18)

圓盤圖

 %** Pie diagram**%

 sum=0;

 revenue=[363.4 35.2 138.5 96.6 22.1];

 for i=1:5

 sum=revenue(i)+sum;

 end

 percent1=['CD-ROM:' num2str(revenue(1)/sum*100) '%'];

 percent2=['VCD:' num2str(revenue(2)/sum*100) '%'];

 percent3=['DVD-ROM:'

(19)

 percent4=['OM:' num2str(revenue(4)/sum*100) '%'];

 percent5=['Misc.:' num2str(revenue(5)/sum*100) '%'];

 subplot(211);

 bar(revenue);

 set(gca,'xtick',[ 1 2 3 4 5]);

 set(gca,'xticklabel','CD-ROM|VCD|DVD- ROM|OM|Misc.');

 subplot(212)

 pie(revenue);

(20)

 text(-4,1,percent1)

 text(-4,0.75,percent2)

 text(-4,0,percent5)

(21)

 NUM2STR 轉換數字成字串。

 SUBPLOT(2,1,1), PLOT(income)

 SUBPLOT(2,1,2), PLOT(outgo)

 繪製＂income”圖至上半視窗，＂outgo”圖至下半視窗。

 PIE(X) 在X向量繪製派圖。

(22)

 %舉例

 x = 0:0.1:4*pi;

 subplot(2, 2, 1); plot(x, sin(x)); % 一個視窗分割產生 4 個

 % 圖形，此為左上角圖形

 subplot(2, 2, 2); plot(x, cos(x)); % 此為右上角圖形

 subplot(2, 2, 3); plot(x, sin(x).*exp(-x/5)); % 為左下角圖形

 subplot(2, 2, 4); plot(x, x.^2); % 此為右下角圖形

(23)

 %舉例

 t = 0:0.1:2*pi;

 x = 3*cos(t);

 y = sin(t);

 subplot(2, 2, 1); plot(x, y); axis normal

 subplot(2, 2, 2); plot(x, y); axis square

 subplot(2, 2, 3); plot(x, y); axis equal

 subplot(2, 2, 4); plot(x, y); axis equal tight

(24)

 %圖軸的說明文字，可舉例如下：

 subplot(1,1,1);

 x = 0:0.1:2*pi;

 y1 = sin(x);

 y2 = exp(-x);

 plot(x, y1, '--*', x, y2, ':o');

 xlabel('t = 0 to 2\pi');

 ylabel('values of sin(t) and e^{-x}')

 title('Function Plots of sin(t) and e^{-x}');

(25)

 在圖形上面加入說明文字，可用text 或gtext 指令。

 text 指令的使用語法為text(x, y, string)，其中x、

y 是說明文字的起始座標位置，string則代表說明文字，舉例如下：

 x = 0:0.1:2*pi;

 plot(x, sin(x), x, cos(x));

 text(pi/4, sin(pi/4),'\leftarrow sin(\pi/4) = 0.707');

 text(5*pi/4, cos(5*pi/4),'cos(5\pi/4) = -

0.707\rightarrow', 'HorizontalAlignment', 'right');

(26)

 「HorizontalAlignment」及「right」指示text 指令將文字向右水平靠齊。

 gtext 的使用語法為gtext(string)，待您使用滑鼠在圖

上點選一位置後，string 即顯示在其上。需注意的是，

gtext 只能用在二維平面繪圖。

 在上頁程式加入gtext(‘I got you’)。

(27)

向量繪圖指令

 compass(x, y):繪製座標[x, y]對原點的向量圖形。

 feather(x, y):繪製座標[x, y]在水平線上的向量圖形。

 quiver(x, y):用來在座標為(x,y)上畫出向量方向[u, v]，大小為s的箭頭，通常用來說明一個函數或曲線的梯度。

(28)

 %** vector plot **%

 x=[-3 1 -2 5 ];y=[2 3 -4 -2 ];

 subplot(221);

 compass(x,y);

 subplot(222);

 feather(x,y);

 subplot(212)

 r=0:0.2:4;t=1./(r.^3-r+1);

 u=gradient(r,0.2);

(29)

 quiver(r,t,u,v,1);

 hold on;plot(r,t);

(30)

 果已知資料的誤差範圍，就可用errorbar 來表示。下例以y 座標高度的20% 作為做資料的誤差範圍：

 x = linspace(0,2*pi,30); % 在 0 到2π 間，等分取30 個點

 y = sin(x);

 e = y*0.2;

 errorbar(x,y,e) % 圖形上加上誤差範圍 e

(31)

 fplot 指令來進行較精確的取點作圖，他會對劇烈變化處進行較密集的取樣，例如：

 fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是繪圖範圍

(32)

 產生極座標圖形，可用polar 指令：

 theta = linspace(0, 2*pi);

 r = cos(4*theta);

 polar(theta, r); % 進行極座標繪圖

(33)

 對於大量的資料，可用hist 指令來繪製統計上常用的「質方圖」（Histogram），以顯示資料的分佈情況和統計特性。hist 指令可將資料依大小分成數堆，

並將每堆的個數畫出。例如，欲將10000 個由randn 產生的正規分佈之亂數分成25 堆，可進行如下：

 x = randn(10000, 1); % 產生10000 個正規分佈亂數

 hist(x, 25);

 % 繪出質方圖，顯示 x 資料的分佈情況和統計特性，

(34)

 % 數字 25 代表資料依大小分堆的堆數，即是指方圖內長條的個數

 set(findobj(gca, 'type', 'patch'), 'edgecolor', 'w');

 % 上例set 指令將長條圖的邊緣設定成白色，詳細使

用語法請參考本書第八章「握把式圖形及 GUI 設計」

(35)

 極座標繪製表示。其產生圖形類似玫瑰花瓣，故以

「rose」名之。舉例如下：

 x = randn(5000, 1);

 rose(x);

 % x 資料大小為角度，x 資料個數為距離，

 % 進行繪製類似玫瑰花瓣的極座標質方圖

(36)

 使用compass 指令，可畫出一組以原點為起始點的向量圖，稱為「羅盤圖」，例如：

 theta = linspace(0,2*pi, 50);

 rho = sin(0.5*theta);

 [x, y] = pol2cart(theta, rho); % 由極座標轉換至直角座標

 compass(x, y); % 畫出以原點為向量起始點的羅盤圖

(37)

雙y軸座標繪圖指令

 雙y軸座標繪圖指令: plotyy

 plotyy(x1,y1,x2,y2): 將(x1,y1)關係圖繪出，但y軸的記標則顯示在左邊的y軸上；將(x2,y2)繪出，但 y軸的記標則顯示在右邊的y軸上。

 plotyy(x1,y1,x2,y2, FUN): 與上相似，但可以用 FUN字串來代表所要繪製座標圖類別。

 ｀plot’:一般的線性直角座標

 ｀semilogx’: x-軸為對數座標。

(38)

 ‘semilogy’: y-軸為對數座標。

 ｀loglog’: x-軸、y-軸均為對數座標。

 ｀stem’: 離散顯示的座標。

 .

 plotyy(x1,y1,x2,y2, FUN1, FUN2): 與上相似，差別是可以分別對(x1,y1)及(x2,y2)來設定所要繪製座標圖類別。

(39)

 %** plotyy **%

 r=0:0.1:4;

 t=1./(r.^3-r+1);

 plotyy(r,t,r,t,'plot','semilogy');

(40)

三維立體圖

 surf(x, y, z)與mesh(x,y,z)相似，唯前者表現出立體圖形中色彩；後者則為格線。

 %** surf **%

 x=0:0.1:4;

 y=0:0.1:4;

 [x,y]=meshgrid(linspace(0,4,40),linspace(0,4,40));

 z=1./(x.^3-x+1)+1./(y.^2-y+1);

 surf(x,y,z)

 shading interp; %使格線消失

(41)

 countour3(x,y,z,n)及countourf(x,y,z,n): 前者三維空間等高線，n為等高線條數；後者為塗滿彩色。

 %** contour3 **%

 z=1./(x.^3-x+1)+1./(y.^2-y+1);

 subplot(211)

 contour3(x,y,z,10)

 subplot(212)

 contourf(x,y,z,10)

 subplot(111)

(42)

 %** contour **%

 x=0:0.1:4;

 y=0:0.1:4;

 z=1./(x.^3-x+1)+1./(y.^2-y+1);

 subplot(111)

 contour(x,y,z,10);

 hold on;

(43)

 [u,v]=gradient(z,1); % [FX,FY] = GRADIENT(F,H) 近似梯度，以F矩陣之數值梯度回應，H為純量為點間數，在X方向上FX相對於dF/dX，在Y方向上 FY相對於dF/dY

 quiver(x,y,u,v,0.5); %繪製在(x,y)點之速度向量(u, v)

 hold off;

(44)

 surfc(x, y, z)與meshc(x,y,z):與surf(x, y, z)和

mesh(x,y,z)相似，表現出立體圖外也繪出等高線圖。

 %** meshc&surfc **%

 z=1./(x.^3-x+1)+1./(y.^2-y+1);

 subplot(211)

 meshc(x,y,z)

 subplot(212)

(45)

 surfc(x,y,z)

 shading interp;%利用內插重新以較高速率擷取資料，以原來速率乘於X倍擷取向量X

 subplot(111)