MATLAB | 如何绘制高端大气的分组矩阵图

MATLAB 绘制分组矩阵图

效果展示：

工具函数放在最后 ! ! ! ! 工具函数放在最后 ! ! ! ! 工具函数放在最后 ! ! ! ! 基本使用

例如随机生成一组分组数据，在最后两行调用pairplot函数:

% 随机生成数据
pntSet1=mvnrnd([0,20,0,10],eye(4),50);
pntSet2=mvnrnd([10,5,15,0],eye(4).*.5,50);
pntSet3=mvnrnd([10,15,0,0],eye(4).*[1,1,2,1],50);
% 分组
pntSet=[pntSet1;pntSet2;pntSet3];
group=[ones(50,1)*1;ones(50,1)*2;ones(50,1)*3];
% 绘图
pp=pairplot(pntSet,group);
pp=pp.draw();

为了绘图更加好看，后面使用fisher.mat中的数据绘图，该数据第一列即为分组情况：(该数据集已放入压缩包，请回复文末关键词获取)

% 导入数据
load Fisher.mat
group=Fisher(:,1);
pntSet=Fisher(:,2:end);
% 绘图
pp=pairplot(pntSet,group);
pp=pp.draw(); 

属性设置方式

各个属性在构造时候使用以及在后期设置属性效果相同，即以下两种设置方式效果完全一致：

设置对角线图像格式(构造时设置)

pp=pairplot(pntSet,group,'EType','area');
pp=pp.draw();

设置对角线图像格式(属性设置)

pp=pairplot(pntSet,group);
pp.EType='area';
pp=pp.draw();

设置颜色

pp=pairplot(pntSet,group);
pp.colorList=[119,69,133;56,108,155;33,160,122]./255;
pp=pp.draw();

主要属性

• UType、LType 上三角绘图格式、下三角绘图格式，支持格式有：‘plot’(默认) \ ‘scatter’

• EType 对角线绘图格式，支持格式有：‘hist’(默认) \ ‘line’ \ ‘area’ \ ‘histcdf’ \ ‘linecdf’

• Label 标签名称，字符串元胞数组格式

• colorList 颜色列表，Kx3大小RGB数值矩阵，数值0~1范围

主要方法

• setFewTick() 减少刻度，即仅保留左下角坐标区的刻度
• tightAxes() 减少子图空隙
• setLabelSize(fontSize) 设置标签大小
• setLineWidth(lineWidth) 设置轴粗细
• setFontName(fontName) 设置字体
• setBox(state) 设置框状态(on\off)
• setGrid(state) 设置网格状态(on\off)

举个实例：

load Fisher.mat
group=Fisher(:,1);
pntSet=Fisher(:,2:end);

fig=gcf;
fig.Position=[100,100,850,600];

pp=pairplot(pntSet,group,'UType','scatter');
pp.Label={'PW', 'PL', 'SW', 'SL'};% 设置标签
pp.verMatlab=2020;% 设置为老版本axes格式
pp=pp.draw();     % 绘图
 
pp.setFewTick(); % 减少刻度标签数量
pp.setBox('on'); % 开启框
pp.setGrid('on');% 开启网格
pp.setFontName('Cambria');% 更改字体，Cambria只支持英文
pp.setLabelSize(14);      % 更改标签文字大小
pp.tightAxes();           % 减少子图空隙

与坐标区域修饰器联动

绘制出的对象可做很多更细致的修饰，各个坐标区域以obj.axMat{i,j}的形式存储，而各个图形对象以obj.gpMat{i,j}.gobj{k}的形式存储。

我们使用这篇推送用到的修饰器：MATLAB | 一行代码让你的绘图背景变得逼格满满

需要注意的是，为了适应版本，对于R2021a之前的版本，本工具使用subplot创建的坐标区域父类为Figure，而对于R2021a及之后的版本，本工具使用nexttile创建的坐标区域并不直接以Figure作为父类，而是有TiledChartLayout这个中间父类，而修饰器并不会的ui中间父类进行修饰，因而如果版本比较新，则需要设置该工具的隐藏属性：verMatlab属性以下给出实例：

load Fisher.mat
group=Fisher(:,1);
pntSet=Fisher(:,2:end);

pp=pairplot(pntSet,group);
pp.Label={'PW', 'PL', 'SW', 'SL'};% 设置标签
pp.verMatlab=2020;% 设置为老版本axes格式
pp=pp.draw();     % 绘图
 
pp.setFewTick(); % 减少刻度标签数量
pp.setBox('on'); % 开启框
pp.setGrid('on');% 开启网格
pp.setFontName('Cambria');% 更改字体，Cambria只支持英文
pp.setLabelSize(14);      % 更改标签文字大小
% pp.tightAxes();           % 减少子图空隙

% 循环调用prettyAxes修饰
for i=1:pp.N
for j=1:pp.N
ax=pp.axMat{i,j};
prettyAxes(ax).dark2()
end
end

另外，由于特殊的函数绘制方式，目前只支持’gbase’ \ ‘gbase2’ \ ‘ggray’ \ ‘ggray2’ \ ‘dark’ \ ‘dark2’ 格式的风格修饰：

工具完整类

classdef pairplot
% @author : slandarer
% 公众号  : slandarer随笔
% 知乎    : hikari
%
% 使用实例：
% ==========================================================
% 实例1：
% ----------------------------------------------------------
% % 随机生成数据
% pntSet1=mvnrnd([0,20,0,10],eye(4),50);
% pntSet2=mvnrnd([10,5,15,0],eye(4).*.5,50);
% pntSet3=mvnrnd([10,15,0,0],eye(4).*[1,1,2,1],50);
% % 分组
% pntSet=[pntSet1;pntSet2;pntSet3];
% group=[ones(50,1)*1;ones(50,1)*2;ones(50,1)*3];
% % 绘图
% pp=pairplot(pntSet,group);
% pp=pp.draw();     % 绘图
% ==========================================================
% 实例2：
% ----------------------------------------------------------
% % 随机生成数据
% pntSet1=mvnrnd([0,20,0,10],eye(4),50);
% pntSet2=mvnrnd([10,5,15,0],eye(4).*.5,50);
% pntSet3=mvnrnd([10,15,0,0],eye(4).*[1,1,2,1],50);
% % 分组
% pntSet=[pntSet1;pntSet2;pntSet3];
% group=[ones(50,1)*1;ones(50,1)*2;ones(50,1)*3];
% % 绘图
% pp=pairplot(pntSet,group);
% pp.Label={'PW', 'PL', 'SW', 'SL'};% 设置标签
% pp.verMatlab=2020;% 设置为老版本axes格式
% pp=pp.draw();     % 绘图
%  
% pp.setFewTick(); % 减少刻度标签数量
% pp.setBox('on'); % 开启框
% pp.setGrid('on');% 开启网格
% pp.setFontName('Cambria');% 更改字体，Cambria只支持英文
% pp.setLabelSize(14);      % 更改标签文字大小
% pp.tightAxes();           % 减少子图空隙
% ==========================================================
% 实例3：
% ----------------------------------------------------------
% % 导入数据
% load Fisher.mat
% group=Fisher(:,1);
% pntSet=Fisher(:,2:end);
% % 绘图
% pp=pairplot(pntSet,group);
% pp=pp.draw();     % 绘图

    properties
        % 其他输入属性名称列表
        arginList={'Label','colorList','UType','LType','EType'}
        % -----------------------------------------------------------------
        pntSet   % MxN矩阵           | 数据集：m为点数，n为维数
        group    % Mx1矩阵或元胞数组 | 分类情况
        Label={};      % 1xN元胞数组 | 各维度名称
        colorList=[];      % Kx3矩阵 | 各类颜色
        UType='plot';      % 字符串  | 矩阵图上三角绘图格式'plot'\'scatter'
        LType='plot';      % 字符串  | 矩阵图下三角绘图格式'plot'\'scatter'
        EType='hist'       % 字符串  | 矩阵图对角线绘图格式'hist'\'line'\'area'
                                                        % \'histcdf'\'linecdf'
        % -----------------------------------------------------------------
        axMat     % NxN坐标区域矩阵  | 若版本为R2021a及之后版本
                                   % | 使用tiledlayout函数创建坐标区域
                                   % | 否则使用subplot函数创建坐标区域
        gpMat     % (NxN).(Kx1)图形对象结构体
        % -----------------------------------------------------------------
        verMatlab % MATLAB 版本: R2021a显示为2021,R2021b显示为2021.5
        M,N,K     % 点数、维数、类数
        groupName % groupName=unique(group)
        tdl       % tiledlayout
    end

    methods
        % 输入点集、分类情况及参数列表
        function obj=pairplot(pntSet,group,varargin)
            % 存储点集、分类情况
            obj.pntSet=pntSet;
            if nargin=2021
                obj.tdl=tiledlayout(obj.N,obj.N);
            end
            % 循环绘图
            for i=1:obj.N
            for j=1:obj.N
            % 依据版本创建不同类型子图-----------------------------
            if obj.verMatlab=2017.5
                hold(obj.axMat{i,j},'on')
            else
                hold on
            end
            if i==obj.N,obj.axMat{i,j}.XLabel.String=obj.Label{j};end
            if j==1,obj.axMat{i,j}.YLabel.String=obj.Label{i};end

            % 获取对应数据-----------------------------------------
            tYData=obj.pntSet(:,i);
            tXData=obj.pntSet(:,j);
            bin=linspace(min(tXData),max(tXData),20);

            % 循环绘制各个类---------------------------------------
            for k=1:obj.K
                boolData=ismember(obj.group,obj.groupName{k});
                ttYData=tYData(boolData);
                ttXData=tXData(boolData);
                switch true
                    case ij  % 下角线绘图-------------------------
                        switch obj.LType
                            case 'plot'
                                obj.gpMat{i,j}.gobj{k}=plot(ttXData,ttYData,'.','Color',obj.colorList(k,:));
                            case 'scatter'
                                obj.gpMat{i,j}.gobj{k}=scatter(ttXData,ttYData,15,'CData',obj.colorList(k,:));
                        end
                end
            end
            end
            end
            for i=1:obj.N
                obj.axMat{i,i}.XLim=obj.axMat{mod(i,obj.N)+1,i}.XLim;
            end
        end

        % 以下为常用坐标区域设置函数=======================================
        function obj=setFewTick(obj)           % 减少刻度数量
            for i=1:obj.N
            for j=1:obj.N
            if i~=obj.N,obj.axMat{i,j}.XTickLabel='';end
            if j~=1,obj.axMat{i,j}.YTickLabel='';end
            end
            end
        end
        function tightAxes(obj)                % 减少子图间隙
            if obj.verMatlab