箭头matlab

以下是封装好的 MATLAB 函数，用于根据向量坐标绘制箭头图形。函数支持从原点出发的向量或自定义起点和终点的向量，并提供了灵活的绘图选项。

封装函数代码

function plotVectors(start_points, end_points, options)
    % plotVectors - 绘制向量箭头图
    %
    % 语法：
    %   plotVectors(start_points, end_points)
    %   plotVectors(start_points, end_points, options)
    %
    % 输入参数：
    %   start_points - 向量起点坐标，大小为 [n, 2] 的矩阵，每行表示一个向量的起点 (x, y)
    %   end_points   - 向量终点坐标，大小为 [n, 2] 的矩阵，每行表示一个向量的终点 (x, y)
    %   options      - 可选参数结构体，包含以下字段：
    %       * scale       : 箭头缩放因子（默认 1）
    %       * color       : 箭头颜色（默认 'b'，蓝色）
    %       * lineWidth   : 箭头线宽（默认 1.5）
    %       * maxHeadSize : 箭头头部大小（默认 0.5）
    %       * gridOn      : 是否显示网格（默认 true）
    %       * axisEqual   : 是否设置坐标轴等比例（默认 true）
    %       * title       : 图形标题（默认 '向量箭头图'）
    %       * xlabel      : X轴标签（默认 'X轴'）
    %       * ylabel      : Y轴标签（默认 'Y轴'）
    %
    % 示例：
    %   start_points = [0, 0; 2, 1; -1, 3];
    %   end_points = [3, 4; 5, 5; 0, 6];
    %   options.color = 'r';
    %   options.lineWidth = 2;
    %   plotVectors(start_points, end_points, options);

    % 默认参数
    defaultOptions.scale = 1;
    defaultOptions.color = 'b';
    defaultOptions.lineWidth = 1.5;
    defaultOptions.maxHeadSize = 0.5;
    defaultOptions.gridOn = true;
    defaultOptions.axisEqual = true;
    defaultOptions.title = '向量箭头图';
    defaultOptions.xlabel = 'X轴';
    defaultOptions.ylabel = 'Y轴';

    % 合并用户选项与默认选项
    if nargin < 3
        options = defaultOptions;
    else
        options = mergeStructs(defaultOptions, options);
    end

    % 计算向量分量
    U = end_points(:, 1) - start_points(:, 1); % X方向分量
    V = end_points(:, 2) - start_points(:, 2); % Y方向分量

    % 提取起点坐标
    X = start_points(:, 1);
    Y = start_points(:, 2);

    % 绘制箭头
    figure;
    quiver(X, Y, U, V, options.scale, ...
           'LineWidth', options.lineWidth, ...
           'Color', options.color, ...
           'MaxHeadSize', options.maxHeadSize, ...
           'AutoScale', 'off');

    % 设置图形属性
    if options.gridOn
        grid on;
    end
    if options.axisEqual
        axis equal;
    end
    title(options.title);
    xlabel(options.xlabel);
    ylabel(options.ylabel);
end

function mergedStruct = mergeStructs(defaultStruct, userStruct)
    % mergeStructs - 合并两个结构体，用户结构体优先
    mergedStruct = defaultStruct;
    fields = fieldnames(userStruct);
    for i = 1:length(fields)
        mergedStruct.(fields{i}) = userStruct.(fields{i});
    end
end

函数使用示例

示例 1：从原点出发的向量

% 定义向量终点坐标
end_points = [1, 2; 3, 4; -2, 1];

% 起点为原点
start_points = zeros(size(end_points));

% 调用函数绘制向量
plotVectors(start_points, end_points);

示例 2：自定义起点和终点的向量

% 定义向量起点和终点
start_points = [0, 0; 2, 1; -1, 3];
end_points = [3, 4; 5, 5; 0, 6];

% 设置绘图选项
options.color = 'r';
options.lineWidth = 2;
options.title = '自定义起点的向量箭头图';

% 调用函数绘制向量
plotVectors(start_points, end_points, options);