MATLAB图形标注教程：title()/xlabel()/ylabel()/legend()/grid on全解析

tyatyatya2025-12-01 23:41

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MATLAB绘制的原始图表仅包含曲线/数据点，缺乏清晰的标注信息，难以直观理解数据含义。 title()、 xlabel()、 ylabel()、 legend()、 grid on是MATLAB图形标注的核心命令------标题定主题、坐标轴标签明维度、图例分曲线、网格线助读数，掌握这些标注技巧能让图表从"原始数据图"升级为"专业可视化图表"。本文从基础用法到进阶美化，结合可直接运行的代码示例，详解每类标注的设置方法，覆盖搜索引擎高频检索需求（如MATLAB图例位置设置、坐标轴标签字体大小、网格线自定义），适合零基础快速掌握图形标注技能。

一、图形标注的核心意义

1. 标注的作用

未标注的图表仅能看到曲线形状，无法明确：

  • 图表的核心主题（如"正弦函数图像"）；
  • 坐标轴代表的物理意义（如x轴是"时间"还是"弧度"）；
  • 多条曲线对应的含义（如哪条是"实验值"，哪条是"理论值"）；
  • 数据点的具体数值（无网格线难以快速读取）。

标注后的图表具备"自解释性"，无需额外文字说明，读者可直接理解图表内容。

2. 5类核心标注命令速览

命令 核心作用 基础语法
title() 添加图表标题 title('标题文本')
xlabel() 添加x轴标签 xlabel('x轴文本')
ylabel() 添加y轴标签 ylabel('y轴文本')
legend() 添加图例（区分多条曲线） legend('曲线1','曲线2')
grid on 显示网格线（辅助读数） grid on（显示）/grid off（隐藏）

二、基础标注：title()/xlabel()/ylabel()

这三类标注是图表的"基础信息框架"，先明确图表主题和坐标轴含义，再进行后续美化。

1. title()：图表标题（定主题）

基础用法
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% 示例1：基础标题设置
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）');  % 核心：单引号包裹标题文本
进阶美化（字体/大小/加粗）
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% 示例2：自定义标题样式
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）', ...
    'FontSize', 14, ...  % 字体大小（默认10）
    'FontWeight', 'bold', ...  % 加粗（normal为常规）
    'Color', 'red', ...  % 字体颜色
    'FontName', 'SimHei');  % 中文字体（SimHei=黑体，Microsoft YaHei=微软雅黑）

参数说明：

  • FontSize：数值越大字体越大，科研绘图常用12-16；
  • FontWeight：可选bold（加粗）、normal（常规）；
  • Color：支持预定义颜色（red/blue）或RGB值（[0.2,0.4,0.6]）；
  • FontName：解决中文乱码核心，需选择系统已安装的中文字体。

2. xlabel()/ylabel()：坐标轴标签（明维度）

基础用法
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% 示例3：基础坐标轴标签
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）');
xlabel('x 轴（弧度）');  % x轴标签：说明维度+单位
ylabel('y 轴（sin(x)）');  % y轴标签：说明变量含义
进阶美化（位置/角度/字体）
matlab 复制代码 
% 示例4：自定义坐标轴标签样式
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）', 'FontSize', 14, 'FontWeight', 'bold');
xlabel('x 轴（弧度）', ...
    'FontSize', 12, ...  % 字体大小（略小于标题）
    'Color', [0.1, 0.3, 0.5], ...  % 深蓝色（RGB值）
    'Rotation', 0);  % 标签旋转角度（0为水平，90为垂直）
ylabel('y 轴（sin(x)）', ...
    'FontSize', 12, ...
    'FontWeight', 'normal');  % 常规字体（不加粗）

关键注意：

  • 坐标轴标签需明确"物理意义+单位"（如'时间（s）'、'电压（V）'）；
  • 中文字体需与title()保持一致（如均设为'SimHei'），避免部分文字乱码。

三、图例标注：legend()（区分多条曲线）

当图表中有多条曲线时，legend()是区分曲线含义的核心，需与曲线样式一一对应。

1. 基础用法（按绘制顺序标注）

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% 示例5：基础图例设置
x = 0:0.1:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x, y1, 'r--', x, y2, 'g:');  % 红色虚线（sin）、绿色点线（cos）
title('正弦/余弦函数对比');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('函数值');
legend('sin(x)', 'cos(x)');  % 按绘制顺序：第一个对应y1，第二个对应y2

2. 进阶用法：自定义位置/样式

（1）指定图例位置（核心）

MATLAB默认将图例放在"不遮挡曲线"的位置，但可手动指定，常用位置参数：

参数值 位置 示例
'upper right' 右上角（默认） legend('sin','cos','Location','upper right')
'upper left' 左上角 legend('sin','cos','Location','upper left')
'lower right' 右下角 legend('sin','cos','Location','lower right')
'lower left' 左下角 legend('sin','cos','Location','lower left')
'best' 最优位置（自动避遮挡） legend('sin','cos','Location','best')

示例代码：

matlab 复制代码 
% 示例6：指定图例位置（左上角）
x = 0:0.1:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x, y1, 'r--', x, y2, 'g:');
title('正弦/余弦函数对比');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('函数值');
legend('sin(x)', 'cos(x)', 'Location', 'upper left', ...
    'FontSize', 10);  % 图例字体大小
（2）图例外观美化
matlab 复制代码 
% 示例7：自定义图例样式
x = 0:0.1:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x, y1, 'r--o', x, y2, 'g:^');
title('正弦/余弦函数对比');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('函数值');
legend('sin(x)', 'cos(x)', ...
    'Location', 'best', ...
    'FontSize', 11, ...  % 字体大小
    'BackgroundColor', [0.95,0.95,0.95], ...  % 背景色（浅灰色）
    'EdgeColor', 'black');  % 边框颜色（黑色）

3. 图例避坑指南

  • 图例标签顺序必须与曲线绘制顺序一致（如先画sin(x)，图例第一个标签就对应它）；
  • 避免图例遮挡关键曲线：优先选'upper right'/'upper left'，或用'best'自动适配；
  • 单条曲线无需加图例，避免冗余。

四、网格线标注：grid on（辅助读数）

网格线是"隐形的标尺"，能快速读取数据点的近似值，支持自定义显示方式。

1. 基础用法（显示/隐藏）

matlab 复制代码 
% 示例8：基础网格线
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('y 轴（sin(x)）');
grid on;  % 显示网格线（默认仅主网格）
% grid off;  % 隐藏网格线（默认状态）

2. 进阶用法：主/次网格线

matlab 复制代码 
% 示例9：显示次要网格线（更密集，便于精准读数）
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('y 轴（sin(x)）');
grid on;        % 显示主网格线
grid minor;     % 显示次要网格线（需先执行grid on）

3. 自定义网格线样式

matlab 复制代码 
% 示例10：修改网格线颜色/宽度
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像（0~2π）');
xlabel('x 轴（弧度）');
ylabel('y 轴（sin(x)）');
grid on;
% 获取当前坐标轴句柄，修改网格样式
set(gca, ...
    'GridColor', [0.7,0.7,0.7], ...  % 网格线颜色（浅灰色）
    'GridLineStyle', '--', ...  % 网格线样式（虚线）
    'LineWidth', 0.5);  % 网格线宽度（默认0.5）
% 仅修改x轴网格线
set(gca, 'XGridColor', 'red');
% 仅修改y轴网格线
set(gca, 'YGridLineStyle', ':');

参数说明：

  • gca：代表"当前坐标轴"，是修改图表元素的核心句柄；
  • GridColor：同时修改x/y轴网格线颜色，XGridColor/YGridColor可单独修改；
  • GridLineStyle：支持'-'（实线）、'--'（虚线）、':'（点线）。

五、完整实战案例：专业标注的综合应用

matlab 复制代码 
% 完整示例：正弦/余弦函数对比图（全标注+美化）
clear all; clc;  % 清空变量和命令行

% 1. 生成数据
x = 0:0.2:2*pi;  % 步长0.2，便于显示标记点
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);

% 2. 绘制曲线（自定义样式）
plot(x, y1, 'r--o', 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 6);
hold on;  % 保留画布，绘制第二条曲线
plot(x, y2, 'g:^', 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 6);
hold off;

% 3. 基础标注（标题+坐标轴）
title('正弦函数与余弦函数对比（0~2π）', ...
    'FontSize', 14, 'FontWeight', 'bold', 'FontName', 'SimHei');
xlabel('x 轴（弧度）', ...
    'FontSize', 12, 'FontName', 'SimHei');
ylabel('y 轴（函数值）', ...
    'FontSize', 12, 'FontName', 'SimHei');

% 4. 图例标注
legend('sin(x)', 'cos(x)', ...
    'Location', 'upper right', ...
    'FontSize', 11, 'BackgroundColor', [0.98,0.98,0.98]);

% 5. 网格线标注
grid on;
grid minor;
% 自定义网格样式
set(gca, 'GridColor', [0.8,0.8,0.8], 'GridLineStyle', '--');
set(gca, 'XGridColor', [0.6,0.6,0.6]);  % x轴网格线稍深

% 6. 坐标轴范围优化（让标注更协调）
xlim([0, 2*pi]);
ylim([-1.2, 1.2]);

运行效果：

  • 标题醒目，明确图表主题；
  • 坐标轴标签清晰，标注维度含义；
  • 图例区分两条曲线，位置不遮挡核心数据；
  • 主次网格线结合，便于读取数据点数值；
  • 整体样式统一，中文字体无乱码。

六、常见问题与避坑指南

常见错误 原因分析 解决方法
中文标签乱码 未设置中文字体，MATLAB默认字体不支持中文 添加'FontName','SimHei'参数
图例标签与曲线不匹配 图例顺序与曲线绘制顺序不一致 按绘制顺序编写图例标签
网格线不显示 先执行grid minor再执行grid on，顺序错误 先grid on，再grid minor
字体大小不协调 标题/坐标轴/图例字体大小无层级（如均设为14） 标题14-16，坐标轴12，图例10-11
图例遮挡关键曲线 图例位置选在曲线密集区 改用'Location','best'或手动指定位置

七、进阶技巧

1. 多行标注（换行符\n）

matlab 复制代码 
% 示例11：标题/标签多行显示
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像\n0~2π区间（步长0.1）');  % \n实现换行
xlabel('x 轴\n（单位：弧度）');
ylabel('y 轴\n（sin(x)）');

2. 特殊字符标注（希腊字母/上标/下标）

MATLAB支持LaTeX语法，可添加特殊字符，科研绘图常用：

matlab 复制代码 
% 示例12：希腊字母（π）、上标（²）、下标（_1）
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数 y=sin(\theta)（0~2\pi）');  % \theta=θ，\pi=π
xlabel('x 轴（\alpha，单位：rad）');
ylabel('y 轴（sin^2(x)_1）');  % ^2=上标2，_1=下标1

3. 批量修改所有标注样式

matlab 复制代码 
% 示例13：统一设置所有文本样式
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y);
title('正弦函数图像');
xlabel('x 轴');
ylabel('y 轴');
legend('sin(x)');
% 获取所有文本对象，批量修改
set(findobj(gca,'Type','text'), ...
    'FontName','SimHei', ...
    'FontSize',12);

4. 移除标注（按需清理）

matlab 复制代码 
% 移除标题
delete(get(gca,'Title'));
% 移除x轴标签
delete(get(gca,'XLabel'));
% 移除图例
delete(findobj(gca,'Type','legend'));
% 隐藏网格线
grid off;

八、MATLAB图形标注的核心

MATLAB图形标注的核心是"清晰、协调、实用"：

  1. 基础标注：title()定主题，xlabel()/ylabel()明维度，三者是图表的"骨架"；
  2. 图例标注：legend()按绘制顺序区分曲线，优先选不遮挡数据的位置；
  3. 网格线标注：grid on+grid minor提升读数效率，自定义颜色/样式避免喧宾夺主；
  4. 美化原则：字体大小有层级（标题>坐标轴>图例），中文字体统一设为SimHei，特殊字符用LaTeX语法。
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