matlab plot函数的使用：MATLAB plot函数使用指南，从基础到进阶绘图

来源：网络作者：日期：2025-11-14 19:16:44

在科学计算、数据分析和工程仿真领域，MATLAB 是一款功能强大的工具，其核心优势之一在于其卓越的绘图能力，而 plot 函数是 MATLAB 中最基础、最常用的二维数据绘图函数，掌握 plot 函数的使用，是有效可视化数据、理解数据特征、进行结果展示的关键一步，本文将详细介绍 MATLAB plot 函数的基本语法、常用选项以及一些进阶用法，帮助您快速上手二维绘图。

基本绘图：绘制单条曲线

plot 函数最基本的形式是绘制单条二维曲线，其核心语法如下：

plot(Y)

Y：一个包含数据点的向量。plot 会自动创建从 1 到 length(Y) 的等间距 x 坐标，并绘制对应的 Y 值点。

示例：

% 创建从 0 到 2π 的 100 个点的 x 值
x = linspace(0, 2*pi, 100);
% 计算对应的 y = sin(x) 值
y = sin(x);
% 使用 plot 绘制曲线
plot(y);  % 这里 x 是隐式的 [1,2,...,100]

指定 X 和 Y 数据

我们希望明确指定 x 轴和 y 轴的数据，这时可以使用以下语法：

plot(X, Y)

X：指定 x 轴坐标向量。
Y：指定 y 轴坐标向量。

示例：

x = 0:0.1:10;  % 从 0 到 10，步长 0.1 的 x 值
y = exp(-x);    % 计算对应的 y = e^(-x) 值
plot(x, y);     % 明确指定 x 和 y

控制线条样式、标记和颜色

plot 函数非常灵活，允许您通过一个或多个参数来控制线条的样式、数据点的标记以及线条的颜色，这些参数可以组合使用。

基本语法：

plot(X, Y, 'LineSpec')

'LineSpec' 是一个包含字符的字符串，用于指定：

线条颜色 (Color Specifier)：单个字母或缩写，代表颜色。
- 'r' - 红色
- 'g' - 绿色
- 'b' - 蓝色
- 'y' - 黄色
- 'm' - 品红色
- 'c' - 青色
- 'k' - 黑色
- 'w' - 白色
- 或者使用颜色名称,如 'red', 'green' 等。
- 或者使用十六进制颜色代码,如 '#FFAABB'。
线条样式 (Line Style)：字符，代表线条的连接方式。
- - 实线 (默认)
- - 虚线
- - 点线
- - 矩形点线
数据点标记 (Marker Specifier)：字符，代表在每个数据点位置绘制的标记。
- - 点标记 (默认无标记)
- 'o' - 圆圈
- - 加号
- - 星号
- 'x' - 叉号
- 'square' 或 's' - 正方形
- 'd' - 菱形
- '^' - 向上三角形
- 'v' - 向下三角形
- '>' - 向右三角形
- '<' - 向左三角形
- 'pentagon' 或 'p' - 五角星
- 'h' - 六角星

示例：

% 绘制红色、虚线、带向上三角形标记的曲线
plot(x, y, 'r--^');
% 绘制带有蓝色圆圈标记的实线
plot(x, y, 'bo-');
% 使用颜色名称、线型和标记
plot(x, y, 'g:d', 'MarkerSize', 8, 'LineWidth', 2);

注意： 可以组合这些字符，'r--' 表示红色虚线，'ro' 表示红色圆圈标记，'bd' 表示蓝色菱形标记，如果需要指定标记大小和线宽，可以使用名称-值对参数，如上例所示。

添加标题、坐标轴标签和图例

绘制出的图形通常需要添加标题、坐标轴标签和图例，以提高可读性。

添加坐标轴标签：

xlabel('X 轴标签');
ylabel('Y 轴标签');

添加图例：

legend('图例文本');

注意： 如果一次绘制了多条曲线，plot 函数会返回一个包含线条对象的集合，您可以使用这个集合来为每条线指定图例文本。

% 假设 plot(x1, y1) 和 plot(x2, y2) 分别绘制了两条线
p1 = plot(x1, y1, 'r-');
p2 = plot(x2, y2, 'b--');
legend([p1, p2], '曲线1', '曲线2');

或者更简单地,在 plot 调用时指定图例文本：

plot(x1, y1, 'r-', 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', '曲线1');
plot(x2, y2, 'b--', 'DisplayName', '曲线2');
legend show;  % 显示图例

坐标轴控制

您可以控制坐标轴的范围、刻度、比例等。

设置坐标轴范围：

axis([xmin xmax ymin ymax]);

或者使用：

xlim([xmin xmax]);
ylim([ymin ymax]);

控制坐标轴比例：

axis equal;    % 使 x 和 y 轴比例相同
axis square;   % 使图形区域为正方形
axis auto;     % 恢复自动缩放

启用/禁用坐标轴网格：

grid on;       % 显示网格线
grid off;      % 隐藏网格线
grid;          % 切换网格显示状态

绘制多条曲线

可以在一个 plot 函数调用中绘制多条曲线。

plot(X1, Y1, 'LineSpec1', X2, Y2, 'LineSpec2', ...);

所有曲线会自动分配不同的颜色和线型,或者您可以明确指定。

三维绘图简介

虽然 plot 主要用于二维绘图，但 plot3 函数用于三维空间曲线绘图，其语法类似：

plot3(X, Y, Z);
plot3(X, Y, Z, 'LineSpec');

X, Y, Z 是相同长度的向量或矩阵。

plot 函数是 MATLAB 数据可视化的基石，通过本文介绍的基本语法、样式控制、坐标轴操作以及多曲线绘制，您应该能够满足大部分二维数据绘图的需求，熟练掌握 plot 函数，将极大提升您在 MATLAB 环境下进行数据分析和结果展示的效率，对于更复杂的二维图形（如散点图、条形图、等高线图等），MATLAB 还提供了 scatter, bar, contour 等其他绘图函数，可以根据具体需求选择使用。

参考：