菜鸟科技网

MATLAB中hold命令的具体作用、使用场景及与其他绘图命令的协同机制是什么?

核心概念

hold 命令的核心作用是控制当前坐标轴的行为,当你绘制第一个图形(如一条曲线)后,hold 命令可以决定是清空坐标轴再绘制新图形,还是在现有的坐标轴上继续添加新图形。

MATLAB中hold命令的具体作用、使用场景及与其他绘图命令的协同机制是什么?-图1
(图片来源网络,侵删)

你可以把它想象成在一块白板上画画:

  • 默认情况 (hold off):每次画新图前,先擦掉白板上所有旧的内容。
  • hold on:告诉 MATLAB “先别擦白板,把新画的内容直接叠加在旧图上”。
  • hold off:告诉 MATLAB “好了,下次画新图前记得把白板擦干净”。

命令详解

hold 命令通常有两种使用形式:

  1. hold on
  2. hold off

还有一个用于切换状态的命令:

  1. hold

下面我们分别介绍。

MATLAB中hold命令的具体作用、使用场景及与其他绘图命令的协同机制是什么?-图2
(图片来源网络,侵删)

hold on

功能:保持当前坐标轴的图形,后续的绘图命令(如 plot, scatter, surf 等)将把新的图形绘制在同一个坐标轴上。

特点

  • MATLAB 会自动调整坐标轴的范围,以确保所有图形都能完整显示。
  • 新图形会使用不同的颜色和线型进行区分(这是 MATLAB 的默认行为)。

示例:在同一个图上绘制正弦和余弦函数。

% 1. 创建一个新图形窗口,并绘制第一个函数 y = sin(x)
x = 0:0.01:2*pi;
plot(x, sin(x), 'b-', 'LineWidth', 2); % 蓝色实线'正弦和余弦函数'); % 添加标题
xlabel('x'); % 添加 x 轴标签
ylabel('y'); % 添加 y 轴标签
grid on;     % 添加网格
% 2. 使用 hold on 保持当前图形
hold on;
% 3. 在同一个坐标轴上绘制第二个函数 y = cos(x)
plot(x, cos(x), 'r--', 'LineWidth', 2); % 红色虚线
% 4. 添加图例来区分两条曲线
legend('sin(x)', 'cos(x)');
% 5. (可选)当所有图形都绘制完毕后,使用 hold off 恢复默认状态
% 这是一个好习惯,可以避免后续绘图命令意外叠加。
hold off;

运行这段代码,你将得到一个包含蓝色正弦曲线和红色余弦曲线的图形,并带有标题、坐标轴标签、网格和图例。

MATLAB中hold命令的具体作用、使用场景及与其他绘图命令的协同机制是什么?-图3
(图片来源网络,侵删)

hold off

功能:关闭 hold on 状态,恢复 MATLAB 的默认绘图行为,这意味着执行任何新的绘图命令时,都会先清空当前坐标轴,然后再绘制新图形。

特点

  • 这是 MATLAB 的默认状态。
  • 在绘制完多个叠加图形后,最好执行一次 hold off,以确保后续的绘图命令不会受到影响。

示例

% 假设我们刚刚绘制了 sin 和 cos 的叠加图
% 现在我们想画一个新的图,y = x^2
% 直接执行 plot 命令
x = -2:0.1:2;
plot(x, x.^2, 'g-', 'LineWidth', 2);
% 因为默认是 hold off,所以之前 sin 和 cos 的图形会被清空
% 只剩下绿色的 y = x^2 曲线'y = x^2');
xlabel('x');
ylabel('y^2');

hold (不带任何参数)

功能:在 hold onhold off 之间进行切换

  • 如果当前状态是 off,执行 hold 会将其变为 on
  • 如果当前状态是 on,执行 hold 会将其变为 off

这个命令在交互式使用或编写脚本时非常方便,可以快速切换状态。

示例

% 第一次执行 hold,状态变为 on
hold; 
plot(x, sin(x));
% 第二次执行 hold,状态切换回 off
hold;
% 现在如果再执行 plot,之前的图形会被清除
plot(x, cos(x)); 

重要注意事项和最佳实践

  1. 坐标轴自动缩放:使用 hold on 时,MATLAB 会自动调整坐标轴的 xlimylim,以适应所有被绘制的图形,这通常是你想要的行为,但有时也会带来问题(见下一点)。

  2. 数据范围差异巨大时:如果两个数据集的数值范围相差非常悬殊,自动缩放可能会导致其中一个图形看起来像一条直线,因为它在坐标轴上几乎不可见。

    • 解决方案:在这种情况下,你需要使用 yyaxis 命令创建双 y 轴,或者对其中一个数据进行归一化处理。

    双 y 轴示例 (yyaxis)

    x = 0:0.01:10;
    % 绘制第一个数据,使用左侧 y 轴
    yyaxis left;
    plot(x, sin(x), 'b-');
    ylabel('左侧 y 轴: sin(x)');
    % 保持当前图形
    hold on;
    % 绘制第二个数据,使用右侧 y 轴
    yyaxis right;
    plot(x, exp(x/5), 'r-'); % 指数函数增长很快
    ylabel('右侧 y 轴: exp(x/5)');
    '使用双 y 轴显示不同范围的函数');
    hold off; % 好习惯
  3. 图形对象属性:当使用 hold on 叠加图形时,新图形的属性(如颜色、线型、标记符号)由 plot 函数本身决定,而不是由旧的图形决定,MATLAB 会自动循环使用颜色和线型顺序。

  4. 恢复默认状态:在一个脚本中,如果你在中间使用了 hold on,最好在脚本的末尾明确地加上 hold off,这样可以确保如果该脚本被其他脚本调用,或者你继续在命令行窗口中绘图时,不会受到之前 hold on 状态的影响。

总结表格

命令 功能 状态 后续绘图行为
hold on 保持当前图形,叠加新图形 开启 在现有坐标轴上添加图形,自动调整坐标轴范围。
hold off 关闭保持状态,恢复默认行为 关闭 清空坐标轴,绘制新图形。
hold 切换 onoff 状态 切换 如果是 off -> on;如果是 on -> off
(默认) - 关闭 hold off

希望这个详细的解释能帮助你完全理解并熟练使用 MATLAB 的 hold 命令!

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇