MATLAB科研繪圖與學術圖表繪制從入門到精通

第 1 章 MATLAB 基礎 1
1.1 MATLAB 簡介 1
1.1.1 MATLAB語言歷史 1
1.1.2 MATLAB語言特點 2
1.1.3 如何獲得幫助 2
1.2 MATLAB 環(huán)境搭建2
1.2.1 安裝MATLAB 3
1.2.2 MATLAB桌面 3
1.2.3 設置MATLAB默認文件夾 5
1.3 編寫第一個 MATLAB 程序 5
1.3.1 交互式方式運行 5
1.3.2 腳本文件方式運行 6
1.3.3 代碼解釋8
1.4 MATLAB 語法基礎8
1.4.1 標識符8
1.4.2 關鍵字 9
1.4.3 注釋 9
1.4.4 分節(jié)符 10
1.4.5 變量 10
1.4.6 續(xù)行符 11
1.5 數(shù)據(jù)類型 12
1.5.1 雙精度浮點數(shù) 12
1.5.2 整數(shù) 12
1.5.3 字符 13
1.5.4 邏輯 13
1.5.5 復數(shù) 13
1.6 運算符 14
1.6.1 算術運算符 14
1.6.2 關系運算符 16
1.6.3 邏輯運算符 17
1.7 本章總結 18
第 2 章 數(shù)據(jù)結構 19
2.1 數(shù)組 19
2.1.1 向量 19
2.1.2 矩陣 21
2.1.3 多維數(shù)組 23
2.2 元胞數(shù)組 24
2.2.1 創(chuàng)建元胞數(shù)組 24
2.2.2 訪問元胞數(shù)組 25
2.3 字符串 25
2.3.1 創(chuàng)建字符串 26
2.3.2 字符串操作 26
2.4 結構體 28
2.4.1 創(chuàng)建結構體 28
2.4.2 訪問結構體字段 29
2.4.3 結構體數(shù)組 29
2.5 表 29
2.5.1 創(chuàng)建表 30
2.5.2 訪問表數(shù)據(jù) 30
2.6 本章總結 31
第 3 章 程序流程控制 32
3.1 條件語句 32
3.1.1 if語句 32
3.1.2 switch語句 35
3.2 循環(huán)語句 36
3.2.1 for循環(huán) 36
3.2.2 while循環(huán) 36
3.3 跳轉語句 37
3.3.1 break語句 37
3.3.2 continue語句 37
3.4 本章總結 38
第 4 章 函數(shù) 39
4.1 定義函數(shù) 39
4.1.1 創(chuàng)建新函數(shù)文件 39
4.1.2 編寫函數(shù)頭 40
4.1.3 編寫函數(shù)體和返回結果 40
4.1.4 保存文件 41
4.1.5 調用函數(shù) 41
4.2 變量作用域 43
4.2.1 局部變量 43
4.2.2 全局變量 44
4.3 嵌套函數(shù) 45
4.4 函數(shù)句柄 46
4.4.1 普通函數(shù)句柄 47
4.4.2 匿名函數(shù)句柄 47
4.5 本章總結 48
第 5 章 數(shù)據(jù)導入與準備 49
5.1 數(shù)據(jù)導入方法 49
5.1.1 從CSV文件導入數(shù)據(jù) 49
5.1.2 示例：讀取mtcars.csv 51
5.2 從 Excel 文件導入數(shù)據(jù)54
示例：從 Excel文件讀取全國總人口 20年數(shù)據(jù) 55
5.3 從數(shù)據(jù)庫導入數(shù)據(jù) 57
5.3.1 建立數(shù)據(jù)庫連接 57
5.3.2 執(zhí)行查詢 57
5.3.3 關閉數(shù)據(jù)庫連接 58
5.3.4 示例：從 SQLite數(shù)據(jù)庫讀取蘋果股票數(shù)據(jù) 58
5.4 從其他數(shù)據(jù)格式文件導入數(shù)據(jù) 59
5.4.1 讀取 JSON數(shù)據(jù) 59
5.4.2 讀取 XML數(shù)據(jù) 62
5.4.3 讀寫mat數(shù)據(jù) 64
5.5 使用 MATLAB 數(shù)據(jù)集 65
5.5.1 MATLAB內(nèi)置數(shù)據(jù)集 65
5.5.2 統(tǒng)計與機器學習工具箱數(shù)據(jù)集 66
5.6 本章總結 67
第 6 章 科技繪圖基礎 68
6.1 MATLAB 基本繪圖概念68
6.2 MATLAB 繪圖過程69
6.2.1 創(chuàng)建圖形窗口 69
6.2.2 繪制數(shù)據(jù) 70
6.2.3 添加標題和標簽 71
6.2.4 添加圖例 71
6.2.5 顏色映射 72
6.2.6 顯示網(wǎng)格線 73
6.2.7 保存圖形 74
6.3 子圖和多圖形 75
6.3.1 創(chuàng)建子圖 76
6.3.2 創(chuàng)建多圖形 77
6.4 本章總結 78
第 7 章 單變量圖形繪制 79
7.1 直方圖 79
7.1.1 繪制直方圖 79
7.1.2 示例：繪制空氣溫度分布直方圖 80
7.2 箱線圖 82
7.2.1 繪制箱線圖 83
7.2.2 示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)箱線圖 84
7.3 密度圖 85
7.3.1 創(chuàng)建密度圖 86
7.3.2 示例：繪制德國可再生能源發(fā)電量密度圖 86
7.4 小提琴圖 89
7.4.1 小提琴圖與密度圖比較 89
7.4.2 繪制小提琴圖 89
7.4.3 示例：繪制山鳶尾萼片長度和萼片寬度的小提琴圖 93
7.5 餅圖 94
7.5.1 創(chuàng)建餅圖 94
7.5.2 示例：繪制嬰兒性別比例餅圖 94
7.6 本章總結 96
第 8 章 雙變量圖形繪制 97
8.1 散點圖 97
8.1.1 繪制散點圖 98
8.1.2 示例：繪制汽車燃油效率與馬力
散點圖 99
8.1.3 分類散點圖 100
8.1.4 示例：繪制汽車燃油效率與馬力分類散點圖 102
8.2 折線圖 103
8.2.1 繪制折線圖 104
8.2.2 示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)折線圖105
8.2.3 分類折線圖 107
8.2.4 示例：繪制性別分類折線圖 108
8.3 面積圖 110
8.3.1 繪制面積圖 110
8.3.2 示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)面積圖 112
8.4 柱狀圖 113
8.4.1 繪制柱狀圖 113
8.4.2 示例：繪制不同汽車型號的燃油效率柱狀圖 114
8.5 條形圖 116
8.5.1 條形圖與柱狀圖的區(qū)別 116
8.5.2 繪制條形圖 117
8.5.3 示例：繪制不同汽車型號的燃油效率條形圖 117
8.6 熱力圖 119
8.6.1 繪制熱力圖 120
8.6.2 示例：繪制汽車性能相關性熱力圖120
8.7 針狀圖 122
8.7.1 繪制針狀圖 123
8.7.2 示例：繪制太陽黑子區(qū)域面積隨時間的變化針狀圖 123
8.8 階梯圖 125
8.8.1 繪制階梯圖 126
8.8.2 示例：繪制太陽黑子區(qū)域面積隨時間的變化階梯圖 126
8.9 本章總結 127
第 9 章 多變量圖形繪制 128
9.1 氣泡圖 128
9.1.1 氣泡圖與散點圖的區(qū)別 129
9.1.2 繪制氣泡圖 130
9.1.3 示例：繪制空氣質量氣泡圖 131
9.2 堆積折線圖 132
9.2.1 繪制堆積折線圖 133
9.2.2 示例：繪制蘋果公司股票O(jiān)HLC堆積折線圖 135
9.3 堆積面積圖 137
9.3.1 繪制堆積面積圖 138
9.3.2 示例：繪制蘋果公司股票O(jiān)HLC堆積面積圖 139
9.4 堆積柱狀圖 141
9.4.1 繪制堆積柱狀圖 141
9.4.2 示例：繪制全國總人口 20年數(shù)據(jù)堆積
柱狀圖 143
9.5 平行坐標圖 145
9.5.1 繪制平行坐標圖 145
9.5.2 示例：繪制空氣質量數(shù)據(jù)平行坐標圖 147
9.6 散點圖矩陣 149
9.6.1 繪制散點圖矩陣 150
9.6.2 示例：汽車性能數(shù)據(jù)散點圖矩陣分析 151
9.7 本章總結 152
第 10 章 極坐標相關圖形繪制 153
10.1 極坐標圖 153
10.1.1 繪制極坐標圖154
10.1.2 示例：繪制西雅圖塔科馬國際機場風向和風速分布極坐標圖155
10.2 雷達圖 157
10.2.1 繪制雷達圖157
10.2.2 示例：繪制問卷調查結果雷達圖159
10.3 玫瑰圖 161
10.3.1 繪制玫瑰圖 161
10.3.2 示例：繪制太陽黑子面積玫瑰圖162
10.4 極坐標柱狀圖 163
10.4.1 繪制極坐標柱狀圖163
10.4.2 示例：繪制太陽黑子區(qū)域分布極坐標柱狀圖164
10.5 極坐標散點圖 165
10.5.1 繪制極坐標散點圖165
10.5.2 示例：繪制太陽黑子區(qū)域分布極坐標散點圖166
10.6 極坐標軌跡圖 167
10.6.1 繪制極坐標軌跡圖167
10.6.2 示例：繪制太陽黑子區(qū)域分布極坐標軌跡圖168
10.7 本章總結 169
第 11 章 3D 圖形繪制 170
11.1 利用 MATLAB 繪制 3D 圖形概述 170
11.2 3D 散點圖 170
11.2.1 繪制 3D散點圖 171
11.2.2 示例：繪制玻璃屬性 3D散點圖173
11.3 3D 線圖 175
11.3.1 繪制 3D線175
11.3.2 示例：繪制德國每日風能和太陽能產(chǎn)量3D線圖 176
11.4 3D 曲面圖 178
11.4.1 繪制 3D曲面圖178
11.4.2 示例：繪制伊甸火山 3D曲面圖180
11.4.3 3D網(wǎng)格曲面圖 181
11.4.4 示例：繪制伊甸火山 3D網(wǎng)格曲面圖182
11.5 3D 柱狀圖 183
11.5.1 繪制 3D柱狀圖184
11.5.2 示例：繪制西雅圖塔科馬國際機場氣象數(shù)據(jù) 3D柱狀圖184
11.6 3D 條形圖 186
繪制 3D條形圖186
11.7 3D 餅圖 187
11.7.1 繪制 3D餅圖187
11.7.2 示例：繪制嬰兒性別比例 3D餅圖188
11.8 3D 氣泡圖189
11.8.1 繪制 3D氣泡圖190
11.8.2 示例：繪制不同汽車型號性能 3D氣泡圖192
11.9 本章總結 194
第 12 章 地理信息可視化 195
12.1 地理散點圖 195
12.1.1 繪制地理散點圖195
12.1.2 繪制加利福尼亞州各城市地理散點圖197
12.2 地理密度圖198
12.2.1 繪制地理密度圖199
12.2.2 示例：繪制加利福尼亞州城市人口地理密度圖 200
12.3 地理線圖 201
12.4 地理氣泡圖202
12.4.1 繪制地理氣泡圖 203
12.4.2 示例：繪制加利福尼亞州城市人口地理密度氣泡圖 204
12.5 等高線圖205
12.5.1 繪制等高線圖 205
12.5.2 示例：繪制伊甸火山地形圖的等高線圖 206
12.6 本章總結207
第 13 章 數(shù)據(jù)學術報告、論文和出版 208
13.1 實時編輯腳本與學術報告208
13.1.1 實時編輯腳本介紹 208
13.1.2 創(chuàng)建實時腳本 209
13.1.3 編寫代碼塊210
13.1.4 插入其他元素212
13.1.5 輸出報告212
13.2 使用 ChatGPT 工具輔助制作報告 214
13.2.1 思維導圖在數(shù)據(jù)學術報告中的作用214
13.2.2 繪制思維導圖215
13.2.3 使用ChatGPT繪制思維導圖 215
13.2.4 示例：使用Markdown 繪制“基于
機器學習的信用評分模型研究”思維導圖216
13.2.5 示例：使用 PlantUML繪制“基于機器學習的信用評分模型研究”思維導圖219
13.2.6 使用ChatGPT制作電子表格 222
13.2.7 示例：制作模型評估指標比較Markdown表格 223
13.2.8 示例：制作模型評估指標比較CSV表格 224
13.3 本章總結225
附錄 1 MATLAB 常用函數(shù)和工具箱的快速參考指南 226
附錄 1.1 MATLAB常用函數(shù) 226
附錄 1.2 MATLAB常用工具箱 229
附錄 2 科研論文配圖的繪制與配色 231
附錄 2.1 選擇合適的圖表類型231
附錄 2.2 善于把握色彩 233
附錄 2.3 字體和字號 236
附錄 2.4 標注清晰 237
附錄 2.5 確保分辨率 237
附錄 2.6 風格一致238