Matlab绘制箭头坐标轴图形

1.      函数功能

Matlab自带绘图函数，坐标轴不带箭头，如下所示：

   有时经常需要使用Matlab绘制坐标轴带有箭头的图形，特别是一些原理性的图形，只需要定性表达曲线的变化趋势，无需精确表达曲线的数量关系，这时使用带箭头的坐标轴显得更加美观。本程序可实现绘制坐标轴带有箭头的图形，程序调用格式与系统自带的绘图函数plot等一致，使用起来相当方便。

2.      实现原理

使用系统函数绘图，在生成的图形上叠加两个annotation对象表示x轴和y轴，定义对象位置和样式使其显示为带箭头坐标轴的样子。

 

3.      程序文件说明

函数名称	函数功能	备注
plot_with_arrow	绘图主函数	调用格式见函数头
plot_with_arrow_Test	plot_with_arrow的测试程序	测试请运行此文件
Arrow_Title	设置箭头坐标轴图形的标题	与系统函数title类似
Arrow_XY	确定坐标轴箭头的起始位置
Arrow_Xlabel	设置箭头坐标轴图形的x轴标签	与系统函数xlabel类似
Arrow_Ylabel	设置箭头坐标轴图形的y轴标签	与系统函数ylabel类似
stem_self	自定义stem函数，去除stem函数中的0位线，不适合大数据量绘图	用于测试程序中
isaxes	判断对象是否为坐标轴(axes)对象
isfigure	判断对象是否为图形(figure)对象
ischild	判断对象是否为另一对象的子对象

函数m文件及测试文件下载地址：

http://ishare.iask.sina.com.cn/f/66484659.html

 

4.      测试程序

测试1：带箭头属性绘图

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

Attribute_Set = {'LineWidth',1.5};       % 箭头属性及其取值，设置箭头宽度为1.5

[h h_a h_p h_arrow] = plot_with_arrow( [],x,y,'k',[],[],Attribute_Set); % 绘图

htext_x = Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);      % x轴标签

htext_y = Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);     % y轴标签

htext_title = Arrow_Title([],'图形Test');    % 图形标题

测试2：用数值指示箭头坐标轴位置

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

figure

ha1 =subplot(211);         %获取坐标轴句柄

pos = [0.10.7 1 1 0.1 0.7];      %坐标轴位置

[h h_a h_ph_arrow] = plot_with_arrow( ha1,x,y,'k',pos); %直接输入坐标轴位置，暂不支持箭头坐标轴位置输入数值情况

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test');

ha2 =subplot(212);         %获取坐标轴句柄

pos = [0.80.2 0.1 0.6 0.8 0.2];                                       %坐标轴位置

[h h_a h_ph_arrow] = plot_with_arrow( ha2,x,y,'k',pos); %直接输入坐标轴位置，暂不支持箭头坐标轴位置输入数值情况

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test');

测试3：用数值指示箭头坐标轴位置

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

h_f =figure;                                              %获取图形句柄

[h h_a h_p]= plot_with_arrow( h_f,x,y,'k');  %绘图

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test');

测试4：输入坐标轴句柄

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

figure

h_a =subplot(211);          %获取坐标轴句柄

[h h_a h_p]= plot_with_arrow( h_a,x,y,'k');

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test1');

h_a2 =subplot(212);         %获取坐标轴句柄

[h h_a h_p]= plot_with_arrow( h_a2,x,y,'k','nn');

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s','nn');

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V','nn');

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test2');

 

测试5：其它绘图函数

clc

clear

x =-2.9:0.2:2.9;

y =exp(-x.*x);

figure

h_a =subplot(211);

[h h_a h_ph_arrow] = plot_with_arrow( h_a,x,y,'r',[],@bar);        %以bar函数绘直方图

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test1');

h_a2 =subplot(212);

[h h_a h_ph_arrow] = plot_with_arrow( h_a2,x,y,'b',[],@stem);    %以stem函数画火柴杆图

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test2');

测试6：绘制光坐标轴，holdon之后再绘制图形

pos= 'an';

[h ha hph_arrow]  =plot_with_arrow([],[],[],[],pos);   %绘制光坐标轴

holdon

t =linspace(0,4*pi,200);

x =sin(t);

plot(t,x)               %绘制图形

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos);

htext_title= Arrow_Title([],'图形Test');

测试7：综合绘制

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

figure

h_a1 =subplot(221);

[h1 h_a1h_p1 h_arrow1] = plot_with_arrow( h_a1,x,y,'r');      %不给出pos参数

htext_x1 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y1 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

h_a2 =subplot(222);

pos2= 'an';

[h2 h_a2h_p2 h_arrow2] = plot_with_arrow( h_a2,x,y,'r',pos2); %以字母组成方式给出pos参数an

htext_x2 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos2);

htext_y2 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos2);

h_a3 =subplot(223);

pos3= 'nn';

[h3 h_a3h_p3 h_arrow3] = plot_with_arrow( h_a3,x,y,'r',pos3); %以字母组成方式给出pos参数nn

htext_x3 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos3);

htext_y3 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos3);

h_a4 =subplot(224);

pos4= 'np';

[h4 h_a4h_p4 h_arrow4] = plot_with_arrow( h_a4,x,y,'r',pos4);      %以字母组成方式给出pos参数np

htext_x4 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos4);

htext_y4 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos4);

 

测试8：坐标调整

当坐标轴中的子对象(如曲线等)被Label对象挡住时，可通过axis或xlim、ylim调整坐标轴位置来消除这种影响也可通过h_text_x/y句柄或是通过鼠标手动调整Label对象的位置

clc

clear

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

figure

h_a1 =subplot(221);

[h1 h_a1h_p1 h_arrow1] = plot_with_arrow( h_a1,x,y,'r','pa');

htext_x1 =Arrow_Xlabel([],'时间/s','pa');

htext_y1 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V','pa');

htext_title1 =Arrow_Title(h_a1,'调整前');

h_a2 =subplot(222);

[h2 h_a2h_p2 h_arrow2] = plot_with_arrow( h_a2,x,y,'b','pa');

htext_x2 =Arrow_Xlabel([],'时间/s','pa');

htext_y2 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V','pa');

htext_title2 =Arrow_Title(h_a2,'调整后');

axes(h_a2)               %使h_a2为当前坐标轴

axis([0 12-1.5 1.5])   %调整坐标轴，使Label不干扰图形

h_a3 =subplot(223);

pos3= 'nn';

[h3 h_a3h_p3 h_arrow3] = plot_with_arrow( h_a3,x,y,'r',pos3);

htext_x3 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos3);

htext_y3 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos3);

htext_title3 =Arrow_Title(h_a3,'调整前');

h_a4 =subplot(224);

[h4 h_a4h_p4 h_arrow4] = plot_with_arrow( h_a4,x,y,'b',pos3);

htext_x4 =Arrow_Xlabel([],'时间/s',pos3);

htext_y4 =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',pos3);

htext_title4 =Arrow_Title(h_a4,'调整后');

axes(h_a4)                 %使h_a4为当前坐标轴

axis([-2 10-1.5 1])       %调整坐标轴，使Label不干扰图形

测试9：修改箭头属性

x  =linspace(0,10,1000);

y  =sin(2*pi*0.1*x);

h_f =figure;

[h h_a h_ph_arrow] = plot_with_arrow( h_f,x,y,'k');  %绘制图形

htext_x =Arrow_Xlabel([],'时间/s',[]);

htext_y =Arrow_Ylabel([],'幅值/V',[]);

%改变颜色

set(h_arrow,'color','r')

%修改箭头类型

set(h_arrow,'HeadStyle','vback3')

 

5.      总结

 annotation对象是figure的子对象，与axes级别相同，定义annotation对象位置是以figure窗口为参考。使用图形窗口的工具缩放坐标轴（axes）时，annotation对象的位置不会随之改变。

 

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