MATLAB xticks

2025年03月17日 | 阅读 9 分钟

引言

MATLAB 是一种功能强大且用途广泛的编程语言，常用于数值计算、数据分析和可视化。创建有效可视化的一个关键方面是控制轴刻度的外观。在本指南中，我们将深入探讨在 MATLAB 中使用 xticks 的复杂性。

什么是 xticks？

在 MATLAB 中，xticks 是一个函数，用于设置或查询绘图的 x 轴刻度位置。x 轴刻度是 x 轴上放置刻度标记的特定值或位置。刻度标记是帮助识别轴上特定点的小标记或标签。

以下是使用 xticks 的基本语法

Ticks：此参数指定要在 x 轴上放置刻度标记的位置。它可以是表示刻度位置的数值向量。

您可以使用此函数自定义 MATLAB 绘图中 x 轴刻度的外观。

例如

% Create a simple plot
x = linspace(0, 2*pi, 100);
y = sin(x);
plot(x, y)

% Set custom x-axis ticks
xticks([0 pi/2 pi 3*pi/2 2*pi])

% Add labels to the ticks
stick labels({'0', '\pi/2', '\pi', '3\pi/2', '2\pi'})

% Add axis labels and a title
xlabel('X-axis')
ylabel('Y-axis')
title('Sine Function')

在此示例中，xticks 设置了自定义的 x 轴刻度位置，而 xticklabels 为这些刻度提供了标签。

输出

您也可以不提供任何输入来使用 xticks 以获取当前的 x 轴刻度位置

currentTicks = xticks;
disp(currentTicks);

基本 xticks 操作

要设置自定义刻度，您可以使用 MATLAB 中的 ticks 函数。

例如

% Create some data for the plot
x = linspace(-2*pi, 2*pi, 100);
y = sin(x);

% Plot the sine function
plot(x, y)

% Set custom x-axis ticks
xticks([-2*pi, -pi, 0, pi, 2*pi])

% Add labels to the ticks
xticklabels({'-2\pi', '-\pi', '0', '\pi', '2\pi'})

% Add axis labels and a title
xlabel('Angle (radians)')
ylabel('sin(x)')
title('Sine Function with Custom X-axis Ticks')

输出

在此示例中

我们创建一个向量 x，其值范围从 -2*pi 到 2*pi。我们使用正弦函数计算相应的 y 值。我们使用 plot(x, y) 绘制正弦函数。我们使用 xticks 将自定义 x 轴刻度位置设置为 -2*pi、-pi、0、pi 和 2*pi。我们使用刻度标签为自定义刻度添加标签。

常见用例

自定义刻度：调整刻度位置以突出显示特定数据点或间隔。
科学记数法：使用适当的单位或科学记数法显示刻度，以提高可读性。
日期时间轴：将 sticks 与 datetime 值一起使用，以处理日期和时间数据。
对数刻度：结合使用 logspace 和 xticks 在对数刻度上设置刻度。
动态刻度位置：根据数据范围动态调整刻度位置以提高清晰度。

高级 xticks 技术

日期时间轴

MATLAB 的 datetime 对象允许您灵活地处理日期和时间。caldays 函数生成 datetime 值。xticks 和 xtickformat 分别用于指定刻度位置和格式化 x 轴上的刻度标签。

MATLAB 的 datetime 对象提供了一种处理日期和时间数据的强大方法。在处理时间序列数据时，使用 datetime 轴可以增强绘图的清晰度和可解释性。
一个显著的优点是能够使用标准日期时间格式并使用 xtickformat 应用特定的日期格式。

但是，此技术最适合具有时间相关上下文的数据集。如果应用不当，它可能无法提供有意义的见解，用户应谨慎对待非时间相关数据可能出现的误解。

示例

% Create a datetime vector 
dates = datetime('today') + caldays(1:10); 
% Create corresponding y-values 
y = rand(1, 10); 
% Plot with datetime x-axis 
plot(dates, y) 
% Customize date format for x-axis ticks 
dateformat = 'dd-mmm-yyyy'; 
xticks(dates) 
xtickformat(date format)

输出

对数刻度

在处理跨越几个数量级的数据时，请在 x 轴上使用对数刻度。

logspace 函数创建对数间隔的数值向量。semilogx 函数用于在对数 x 轴上绘图。xticks 可用于在对数刻度上设置特定的刻度位置。
当可视化跨越多个数量级的数据时，x 轴上的对数刻度是无价的。
它通常用于科学和工程领域，以展示指数增长或衰减。
logspace 函数有助于为 x 轴创建对数间隔的数值向量。

一个显著的优点是有效强调较小值的变化，同时防止较大值主导可视化。这在地震数据分析等场景中特别有用，其中小型地震与大型地震一样受到关注。但是，用户必须谨慎，因为如果使用不当，对数刻度可能会扭曲数据的感知。

示例

% Create data
x = logspace(-2, 2, 100);
y = x.^2;
% Plot with logarithmic x-axis
semilogx(x, y)
% Customize logarithmic x-axis ticks
xticks([0.01, 0.1, 1, 10, 100])

输出

自定义刻度标签

自定义刻度标签的外观，包括 LaTeX 符号和格式。

自定义刻度标签涉及对数学符号和表达式使用 LaTeX 样式格式。xticklabels 函数为特定刻度位置设置自定义标签，xtickangle 旋转刻度标签以提高可读性。

自定义刻度标签允许用户为特定数据点提供更有意义的注释。
MATLAB 对 LaTeX 样式格式的支持使得可以包含数学符号和表达式。

其优点在于提高了绘图的可解释性，因为用户可以选择传达相关信息的标签。例如，在三角函数图中，对弧度角度使用自定义刻度标签可以增强对数据的理解。但是，对于大型数据集，手动指定刻度标签可能很耗时，用户应在自定义和实用性之间取得平衡。

示例

% Create data
x = linspace(0, 2*pi, 100);
y = sin(x);
% Plot sine function
plot(x, y)
% Set custom x-axis ticks
xticks([0, pi/2, pi, 3*pi/2, 2*pi])

% Use LaTeX symbols in tick labels
xticklabels({'0', '\pi/2', '\pi', '3\pi/2', '2\pi'})

% Rotate tick labels
xtickangle(45)

输出

动态刻度位置

根据数据范围动态调整 x 轴刻度。根据数据范围动态调整 x 轴刻度有助于提高绘图的清晰度。slim 函数设置 x 轴限制，而 sticks 用于指定该范围内的刻度位置。

动态刻度位置涉及根据数据范围调整 x 轴刻度。这可确保突出显示最相关的间隔，从而提高绘图的清晰度。
此技术在处理动态数据或放大绘图的特定区域时特别有用。

其优点在于对不同数据范围的适应性，防止刻度过度拥挤或稀疏分布。但是，用户应谨慎对待刻度位置的自动调整，因为如果理解或控制不当，它可能会导致意外结果。

示例

% Create data
x = linspace(0, 20, 100);
y = sin(x);

% Plot sine function
plot(x, y)

% Set x-axis ticks dynamically based on the date range
slim([0, 15])
xticks(linspace(0, 15, 6))

输出

带单位的刻度

在处理大数或小数时，显示带有适当单位或科学记数法的刻度是有益的。xticks 和刻度标签用于指定刻度位置及其对应的标签。科学记数法用于以紧凑形式表示刻度。

数字的清晰度：带单位的刻度在处理大数或小数时提高了清晰度。科学记数法或单位提供了更易于理解的数据表示。
简洁的呈现：带适当单位的刻度提供了简洁的表示，让观看者能够快速掌握数值的大小。
单位选择的主观性：单位的选择可能是主观的，并可能引入歧义。仔细考虑上下文和受众对于避免误解至关重要。

显示带有适当单位的刻度。

% Create data
x = linspace(0, 1e6, 100);
y = sqrt(x);

% Plot with scientific notation on x-axis ticks
plot(x, y)

% Customize x-axis ticks with scientific notation
xticks([0, 2e5, 4e5, 6e5, 8e5, 1e6])
xticklabels({'0', '2e5', '4e5', '6e5', '8e5', '1e6'})

输出

这些高级技术提供了更大的灵活性，可以根据数据的特定特征自定义 x 轴刻度。查阅每个函数的文档以发现其他选项和功能。

避免过多 xticks 造成的混乱

虽然信息丰富的 xticks 至关重要，但 x 轴上刻度过多会导致绘图混乱。考虑减少 xticks 的数量以保持可读性。

x = 1:0.1:10;
y = sin(x);

plot(x, y);
xticks(1:2:10);

在此处，xticks 以 2 的间隔设置，以简化 x 轴的外观。

子图之间一致的 xticks

创建子图时，保持所有图中 xticks 的一致性可以提高图形的整体连贯性。

使用链接同步 x 轴限制和刻度

x = 1:0.1:10;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);

subplot(2, 1, 1);
plot(x, y1);
title('Plot 1');

subplot(2, 1, 2);
plot(x, y2);
title('Plot 2');

linkaxes('x');

在此处，链接 ('x') 确保两个子图之间的 x 轴限制和刻度一致。

保存和导出自定义绘图

自定义绘图并设置所需的 xticks 后，保存或导出图形以供将来使用至关重要。MATLAB 支持各种文件格式，例如 PNG、PDF 和 EPS。使用 saveas 函数保存绘图

此命令将当前图形 (GCF) 保存为名为 'custom_plot.png' 的 PNG 文件。

掌握 MATLAB 中的 xticks 对于创建具有视觉吸引力且信息丰富的绘图至关重要。
无论您是操作基本的 xticks 还是探索对数刻度和基于时间的轴等高级技术，对这些概念的扎实理解都能使您有效地传达数据。
请记住尝试不同的自定义选项，保持绘图整洁，并利用 MATLAB 的交互功能以获得无缝的绘图体验。

凭借这些技能，您将能够很好地制作出符合您特定需求的专业品质可视化。

xticks 自定义的高级技术

多个 x 轴

在某些情况下，您可能需要在同一绘图上显示多个 x 轴，每个轴都有自己的一组刻度和标签。这可以使用 ax = gca 和 ax2 = axes('Position,' ax. Position, 'XAxisLocation,' 'top,' 'YAxisLocation,' 'none') 命令实现。

以下示例对此进行了演示

x = 1:0.1:10;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);

plot(x, y1);
ax1 = gca;

ax2 = axes('Position,' ax1.Position, 'XAxisLocation,' 'top,' 'YAxisLocation,' 'none');
plot(x, y2);

xticks(ax1, [2 4 6 8 10]);
xticks(ax2, [1 3 5 7 9]);

xlabel(ax1, 'X-axis 1');
xlabel(ax2, 'X-axis 2');

title(ax1, 'Multiple X-axes Example');

在此处，两个绘图共享相同的 y 轴，但具有不同的 x 轴。xticks 和标签的调整分别应用于每个 x 轴。

不连续的 x 轴

在某些情况下，您可能会遇到 x 轴上存在间隙或不连续性的数据集。MATLAB 允许您通过中断 x 轴来有效可视化此类数据。MATLAB 文件交换上提供的 break axis 函数启用了此功能

x1 = 1:0.1:5;
y1 = sin(x1);

x2 = 7:0.1:10;
y2 = cos(x2);

plot(x1, y1, x2, y2);

breakyaxis([5 7]);

在此示例中，x 轴在 5 和 7 之间断开，清晰地说明了数据间隙。

自定义 3D 绘图中的 xticks 外观

带 xticks 的 3D 绘图

在处理 3D 绘图时，xticks 自定义可以类似地应用。

考虑这个例子

[X, Y, Z] = peaks(30);
surf(X, Y, Z);

xticks([-5 0 5 10]);
yticks([-5 0 5 10]);
zticks([-10 0 10]);

xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');

title('3D Surface Plot');

输出

在此处，在 3D 曲面图中，sticks、sticks 和 sticks 分别用于设置 x、y 和 z 轴上的特定刻度。

优点和缺点

技术	优点	缺点
日期时间轴	- 有效用于时间序列数据可视化。	- 在非时间相关上下文中的适用性有限。
	- 便捷的函数（datetime、caldays 等）用于处理日期和时间。
对数刻度	- 有助于可视化具有大范围数量级的数据。	- 如果使用不当，可能会产生潜在的失真。
	- 强调小值的变化，同时防止大值主导可视化。
自定义刻度标签	- 标签刻度的灵活性高，包括 LaTeX 样式格式。	- 对于大型数据集，手动指定可能耗时。
	- 使用户能够提供有意义的标签以提高可解释性。
动态刻度位置	- 适应不同的数据范围。	- 如果理解不当，自动调整可能会导致意外结果。
	- 适用于动态数据或放大特定区域时。
带单位的刻度	- 提高了大数或小数的清晰度，提供了简洁的表示。	- 单位的选择可能是主观的，并引入歧义。
	- 以更易于理解的格式呈现刻度。

下一个主题Matlab ksdensity

MATLAB xticks

引言

什么是 xticks？

基本 xticks 操作

常见用例

高级 xticks 技术

日期时间轴

对数刻度

自定义刻度标签

动态刻度位置

带单位的刻度

避免过多 xticks 造成的混乱

保存和导出自定义绘图

xticks 自定义的高级技术

不连续的 x 轴

自定义 3D 绘图中的 xticks 外观

带 xticks 的 3D 绘图

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动态刻度位置

带单位的刻度

避免过多 xticks 造成的混乱

保存和导出自定义绘图

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不连续的 x 轴

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