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MATLAB绘制堆叠填充图--巧用句柄

news 2025/7/5 10:33:43

MATLAB绘制堆叠填充图–巧用句柄

1. 主要原理讲解

1.1 主要函数

主要使用 MATLAB 中的 area 函数来绘制堆叠填充图，并通过句柄控制图形的样式和属性

area 函数： 该函数用于绘制堆叠填充图。它的基本语法是 area(x, y)，其中 x 是 x 轴的值，y 是一个矩阵，每一行代表一个类别的 y 轴的值。在堆叠填充图中，可以传递多个 y 值，它们会自动堆叠在一起。
句柄属性设置： 使用句柄对象来控制图形的样式和属性。例如，可以使用句柄对象 h 来设置填充颜色和透明度，通过 h.FaceColor 和 h.FaceAlpha 属性来分别设置填充颜色和透明度。

1.2 句柄原理

在MATLAB中，句柄（handle）是指对图形对象或其他MATLAB对象的引用。使用句柄可以在代码中对这些对象进行操作和控制。在绘图中，可通过对图形对象的句柄进行操作，来改变图形的样式、属性和行为。句柄的主要作用包括：

对象控制：通过句柄可以对图形对象进行控制，例如改变其颜色、线型、标签等。
动态修改：使用句柄可以动态修改图形对象的属性，而不需要重新绘制图形，这对于交互式数据可视化和动态图形更新非常有用。
对象传递：句柄可以作为参数传递给函数，从而实现函数间的数据共享和信息传递。

2. 绘图示例

2.1 准备数据

首先，准备需要绘制的堆叠填充图所需的数据。每组数据代表一个类别，每行数据表示该类别在不同时间点或其他维度上的取值。（其他的数据大家可以根据自己的绘图需求进行调整，基本逻辑是一样的）

易错点：确保数据维度一致，每组数据的数量相同。
重点内容：合理组织数据，以便在堆叠填充图中清晰展示各个类别的累积贡献。

% 准备数据
x = 1:10; % 时间或其他维度
data1 = rand(1, 10); % 数据1
data2 = rand(1, 10); % 数据2
data3 = rand(1, 10); % 数据3

2.2 绘制堆叠填充图-使用句柄控制图形属性

使用MATLAB的area函数绘制堆叠填充图，使用句柄，方便控制图形的样式和属性。

注意：代码中刚开始的图形参数设置是为了方便控制图形的常用基本参数，代码是通用的，具体可参考博主其他博文或资源
博文：如何合理布局子图–确定MATLAB的subplot子图位置参数
资源：数据可视化-绘图技巧-MATLAB-subplot位置分布确定函数

易错点：在叠加多组数据时，需要注意数据的顺序，以确保堆叠填充图的正确显示。
重点内容：选择合适的填充颜色和透明度，使得图形看起来清晰美观。

% 给定图形参数   
% 注：图形参数设置是为了方便控制图形的常用基本参数，代码是通用的，具体可参考博主其他博文或资源
% 博文：https://blog.csdn.net/weixin_43323302/article/details/136383424?spm=1001.2014.3001.5501
% 资源：https://download.csdn.net/download/weixin_43323302/88909564?spm=1001.2014.3001.5501
N = 1; % 子图行数
M = 1; % 子图列数
subplot_length = 4; % 子图高度 （比例2:3,3:4,9:16 等）
subplot_width = 6; % 子图宽度
top_margin = 0.4; % 上边界间距
bottom_margin = 0.6; % 下边界间距
left_margin = 0.6; % 左边界间距
right_margin = 0.4; % 右边界间距
gap = 0.8; % 子图间隙
[subplot_position,figure_width,figure_length]=subplot_params(N,M,subplot_length,subplot_width,top_margin,bottom_margin,left_margin,right_margin,gap);
fontname='songti';
fontsize=12;
labelmultiplier=1.3;
titlemultiplier=1.4;
pos=subplot_position;% 绘制堆叠填充图
f1=figure('Units', 'inches','Position', [0, 0, figure_width, figure_length]);  % 一定要说明单位
set(f1,'name','堆叠填充图');
h = area(x, [data1; data2; data3]');
hold on;

2.3 设置填充颜色和样式

使用句柄函数，根据需要为每组数据设置不同的线型、填充颜色，并调整填充区域的透明度，以实现堆叠填充图的美观效果。

易错点：颜色搭配需要考虑到对比度和可读性，透明度的设置要适中，既能显示出堆叠效果，又不会影响数据的辨识度。
重点内容：可以使用MATLAB内置的颜色映射或自定义填充颜色，同时通过调整颜色的透明度来控制图形的层次感和美观度。

% 设置填充颜色和透明度
h(1).LineStyle = '-';  % 数据1的线型
h(2).LineStyle = '-.'; % 数据2的线型
h(3).LineStyle = ':';  % 数据3的线型
h(1).FaceColor = [0.2, 0.6, 0.9]; % 数据1的填充颜色
h(2).FaceColor = [0.9, 0.5, 0.2]; % 数据2的填充颜色
h(3).FaceColor = [0.5, 0.8, 0.2]; % 数据3的填充颜色
h(1).FaceAlpha = 0.3; % 数据1的填充透明度
h(2).FaceAlpha = 0.5; % 数据2的填充透明度
h(3).FaceAlpha = 0.7; % 数据3的填充透明度

2.4 添加标题和标签

最后，添加图的标题、坐标轴标签和图例。

易错点：标题和标签的文字要简明扼要，图例的位置要避免遮挡数据。
重点内容：通过设置字体大小、加粗、颜色等属性，增强图形的可读性和美观度。

% 添加标题和标签
title('堆叠填充图');
xlim([1,10]);
xlabel('时间');
ylabel('数值');
legend({'A','B','C'}, 'Location', 'best','FontSize',fontsize); % 设置legend
set(gca,'FontName',fontname,'FontSize',fontsize,'LabelFontSizeMultiplier',labelmultiplier,'TitleFontSizeMultiplier',titlemultiplier);

2.5 绘图效果

在这里插入图片描述

3. 结语

通过以上步骤，能够高效地使用MATLAB绘制带有堆叠填充效果的图形，并通过句柄方便清晰地控制图形的样式和属性。这个方法可以有效展示多组数据在不同类别上的累积贡献。当然本文仅仅选取了一个经典示例，大家可以根据自己的需求合理调整。