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Gnuplot 常用绘图功能简单介绍
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最近为了学习一个软件，机器总是跑在Linux下，却意外的发现了一些很好的软件，Gnuplot就是其中一个。Gnuplot是一个强大的命令式科学绘图程序。最早于1986 年由 Colin kelley 和 Thomas Williams 所开发，后来的许多参与者都在为不同的“终端”创建变种方面做出了贡献。Gnuplot可以将数学函数或数据绘制成2D或3D的图形。最为重要的是，Gnuplot 是一种免费的绘图工具，而且可以在各种操作系统中使用。这意味着，在科学绘图或者数据拟合等一般需求时，我们不必再为经济问题而使用盗版的Matlab，Gnuplot完全可以满足我们的基本需求。
一、Gnuplot的下载及安装
1.官方网站下载软件包，自行安装 http://www.gnuplot.info/index.html。
Gnuplot的官方网站虽做得比较简单，但其提供了各种操作系统下的软件版本，而且官方网站还提供了各种教程、使用经验、论坛等内容的链接，在下载软件的同时我们还可以得到许多使用的帮助，所以推荐大家到官方网站上下载Gnuplot，顺便浏览下官方网站的各个板块。
2.Fedora 下在线安装 #yum install gnuplot
或者使用Fedora 的软件安装与卸载工具搜索Gnuplot ，下载、安装Gnuplot。
3.Ubuntu 下在线安装 #apt-get install gnuplot
或者使用Ubuntu 的软件中心搜索Gnuplot ，下载、安装Gnuplot。
4.Windows 下安装时只需从官方网站上下载win32的zip压缩包，将其解压缩，释放到本地硬盘的某个目录里即可。
二、Gnuplot 的运行
1.Linux 下只需打开终端，输入gnuplot 即可，此时终端中会显示程序的版本等一些信息，并进入Gnuplot的命令模式。
2.Windows 下要找到解压目录的下bin这个目录，在bin目录下有一个名为wgnuplot.exe的文件，双击该文件，就会出现GUI界面的gnuplot。
三、Gnuplot 使用的简单介绍
1.绘制简单的函数
Gnuplot的基本运算符有：+ - * / 等，x**4表示x4。
>plot sin（2*x）
即可绘制出简单的正弦函数曲线，程序自动设定坐标范围。你也可以自己设定坐标范围：
>set xrange [-pi:pi]
当然，我们可以在绘图的时候直接设定坐标的范围：
>plot [-pi:pi] sin(x)
你也可以绘制简单的三位函数图。比如绘制z(x,y)=x2+y :
>splot x**2+y
如需设定坐标范围，则输入：
>splot [-10:10] [-20:20] x**2+y
设置坐标轴为对数坐标：
>set logscale x
2.命名图像与坐标轴
>set title "示例"
>set xlabel "x 轴"
>set ylable "y 轴"
以上几条命令将图像的标题命名为“示例”，x轴命名为“x 轴”，y轴命名为“y 轴”。
3.改变坐标轴的标识，显示网格
>clear
>plot [-pi:pi] sin(x)
>set xtics ("-180" -pi,"-90" -pi/2,"0" 0,"90" pi/2,"180" pi)
>set grid
以上几条命令首先将图形窗口清空，然后绘制sin(x)函数，改变坐标轴的标识，只显示五个角度值，最后显示网格。
4.设置图例的位置
>plot sin(x) title "sine" with linepoints pointtype 5
>plot sox(x) t "cosine" w boxes lt 4
>set key left
>set key bottom
>set key outside
上面的第一条语句绘制一幅正弦曲线，图例的名称为“sine”，线型为linepionts(点画线),点的类型为pionttype（点），图形的颜色为5（红色）；第二条语句使用了简写的方法。Gnuplot默认将图例放在右上角的边框内，后面的几条命令，将其位置进行变动。
关于线型、点类型、颜色、线宽等的具体设置请参考Gnuplot的使用指南。
5.在同一幅图中的同一区域绘制多条曲线
>plot sin(x) title "sin(x)" w l lt 1,cos(x) title "cos(x)" w l lt 2
上面的命令将在同一图中的同一坐标系中绘制sin(x)（线型为直线，颜色为红色）和cos(x)（线型为直线，颜色为绿色）。
6.在同一幅图中的不同区域绘制多幅图
*设定坐标范围
>set xrange [-pi:pi]
*将屏幕或图像文件的边框比例设为1
>set size 1,1
>set origin 0,0
*程序进入多图绘制模式
>set multiplot
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0，0.5处,绘制sin(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0,0.5
>plot sin(x)
设置第二幅图战整幅图1/4，并设置其原点为整幅图的原点，绘制1/sin(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0,0
>plot 1/sin(x)
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0.5，0.5处,绘制cos(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0.5,0.5
>plot cos(x)
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0.5，0处,绘制1/cos(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0.5,0
>plot 1/cos(x)
*还原为单幅图绘制模式
>unset multiplot
*还原所有的设置
>reset
7.绘制数据图
Gnuplot绘制数据图与Matlab有很大不同，它不许要用户定义变量，把数据挨个输入，而是以读取数据文件的形式，将数据绘制成图。具体步骤如下：
（1）在当前文件夹建立一个文本文档，命名为example（可以为任意后缀名，如txt、inp等），将数据粘贴进去。注意x轴，y轴，或z轴的数据分别写为一列，每一列之间以空格或逗号隔开（我喜欢用Tab）。
1 5 10 10
2 10 20 30
3 15 30 50
4 20 40 70
5 25 50 90
*以第一列为x轴，第二列为y轴，绘制二维数据图
>plot "example.inp" using 1:2
*以第一列为x轴，第二列为y轴，第三列为z轴，绘制三维数据图
>splot "example.inp" using 1:2:3
*以第一列为x轴，第二列、第三列、第四列的平均值为y轴，最小值为第二列，最大值为第四列（using修饰符中指定为x:y:ylow:yhigh)，with函数yerrorbars)
plot "example" 1:($2+$3+$4)/3:2:4 title "example" with yerrorbars
8.数据拟合
Gnuplot也提供了数据强大的拟合功能，这里以简单的一次函数和二次函数为例说明。
*以一次函数来拟合第一列和第二列数据，得到拟合参数a，b，及误差
>fit a*x+b "example" via a,b
*以a，b，为参数绘制直线，同时将example中的数据点画出
>plot 5*x-2.20316e-13,"example"
*以二次函数来拟合
>fit a*x**2+b*x+c "example' via a,b,c
>plot 1.65386e-13*x**2+5*x+1.30488e-12,"example"
9.输出图像文件
Gnuplot支持输出为常见的图片或文档文件类型，包括pdf、jpeg、png、gif等等，具体可以通过>set terminal来查询。
>set term jpeg
>set output "example.jpg"
>replot
此时便在当前文件夹产生一个名为“example.jpg”的图片。
本文给出了几个最常使用的几个绘图功能，也几乎是我知道的全部，对于像我一样的初学者入门应该有所帮助。
参考来源：
1.http://www.osedu.net/yuanchuang-article/ns2/2011-07-30/282.html
2.http://randle.wordpress.com/2007/06/12/gnuplot-induction/
3.http://dsec.pku.edu.cn/dsectest/dsec_cn/gnuplot/index.html
4.http://www.duke.edu/~hpgavin/gnuplot.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-530833-484860.html
上一篇：Win7 和Linux 双系统的安装
下一篇：自由奔放的 Linux （1）—— Windows 与 Linux
一、Gnuplot的下载及安装
1.官方网站下载软件包，自行安装 http://www.gnuplot.info/index.html。
Gnuplot的官方网站虽做得比较简单，但其提供了各种操作系统下的软件版本，而且官方网站还提供了各种教程、使用经验、论坛等内容的链接，在下载软件的同时我们还可以得到许多使用的帮助，所以推荐大家到官方网站上下载Gnuplot，顺便浏览下官方网站的各个板块。
2.Fedora 下在线安装 #yum install gnuplot
或者使用Fedora 的软件安装与卸载工具搜索Gnuplot ，下载、安装Gnuplot。
3.Ubuntu 下在线安装 #apt-get install gnuplot
或者使用Ubuntu 的软件中心搜索Gnuplot ，下载、安装Gnuplot。
4.Windows 下安装时只需从官方网站上下载win32的zip压缩包，将其解压缩，释放到本地硬盘的某个目录里即可。
二、Gnuplot 的运行
1.Linux 下只需打开终端，输入gnuplot 即可，此时终端中会显示程序的版本等一些信息，并进入Gnuplot的命令模式。
2.Windows 下要找到解压目录的下bin这个目录，在bin目录下有一个名为wgnuplot.exe的文件，双击该文件，就会出现GUI界面的gnuplot。
三、Gnuplot 使用的简单介绍
1.绘制简单的函数
Gnuplot的基本运算符有：+ - * / 等，x**4表示x4。
>plot sin（2*x）
即可绘制出简单的正弦函数曲线，程序自动设定坐标范围。你也可以自己设定坐标范围：
>set xrange [-pi:pi]
当然，我们可以在绘图的时候直接设定坐标的范围：
>plot [-pi:pi] sin(x)
你也可以绘制简单的三位函数图。比如绘制z(x,y)=x2+y :
>splot x**2+y
如需设定坐标范围，则输入：
>splot [-10:10] [-20:20] x**2+y
设置坐标轴为对数坐标：
>set logscale x
2.命名图像与坐标轴
>set title "示例"
>set xlabel "x 轴"
>set ylable "y 轴"
以上几条命令将图像的标题命名为“示例”，x轴命名为“x 轴”，y轴命名为“y 轴”。
3.改变坐标轴的标识，显示网格
>clear
>plot [-pi:pi] sin(x)
>set xtics ("-180" -pi,"-90" -pi/2,"0" 0,"90" pi/2,"180" pi)
>set grid
以上几条命令首先将图形窗口清空，然后绘制sin(x)函数，改变坐标轴的标识，只显示五个角度值，最后显示网格。
4.设置图例的位置
>plot sin(x) title "sine" with linepoints pointtype 5
>plot sox(x) t "cosine" w boxes lt 4
>set key left
>set key bottom
>set key outside
上面的第一条语句绘制一幅正弦曲线，图例的名称为“sine”，线型为linepionts(点画线),点的类型为pionttype（点），图形的颜色为5（红色）；第二条语句使用了简写的方法。Gnuplot默认将图例放在右上角的边框内，后面的几条命令，将其位置进行变动。
关于线型、点类型、颜色、线宽等的具体设置请参考Gnuplot的使用指南。
5.在同一幅图中的同一区域绘制多条曲线
>plot sin(x) title "sin(x)" w l lt 1,cos(x) title "cos(x)" w l lt 2
上面的命令将在同一图中的同一坐标系中绘制sin(x)（线型为直线，颜色为红色）和cos(x)（线型为直线，颜色为绿色）。
6.在同一幅图中的不同区域绘制多幅图
*设定坐标范围
>set xrange [-pi:pi]
*将屏幕或图像文件的边框比例设为1
>set size 1,1
>set origin 0,0
*程序进入多图绘制模式
>set multiplot
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0，0.5处,绘制sin(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0,0.5
>plot sin(x)
设置第二幅图战整幅图1/4，并设置其原点为整幅图的原点，绘制1/sin(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0,0
>plot 1/sin(x)
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0.5，0.5处,绘制cos(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0.5,0.5
>plot cos(x)
*设置第一幅图占整幅图的1/4，并设置其原点为整幅图的0.5，0处,绘制1/cos(x)函数
>set size 0.5,0.5
>set origin 0.5,0
>plot 1/cos(x)
*还原为单幅图绘制模式
>unset multiplot
*还原所有的设置
>reset
7.绘制数据图
Gnuplot绘制数据图与Matlab有很大不同，它不许要用户定义变量，把数据挨个输入，而是以读取数据文件的形式，将数据绘制成图。具体步骤如下：
（1）在当前文件夹建立一个文本文档，命名为example（可以为任意后缀名，如txt、inp等），将数据粘贴进去。注意x轴，y轴，或z轴的数据分别写为一列，每一列之间以空格或逗号隔开（我喜欢用Tab）。
1 5 10 10
2 10 20 30
3 15 30 50
4 20 40 70
5 25 50 90
*以第一列为x轴，第二列为y轴，绘制二维数据图
>plot "example.inp" using 1:2
*以第一列为x轴，第二列为y轴，第三列为z轴，绘制三维数据图
>splot "example.inp" using 1:2:3
*以第一列为x轴，第二列、第三列、第四列的平均值为y轴，最小值为第二列，最大值为第四列（using修饰符中指定为x:y:ylow:yhigh)，with函数yerrorbars)
plot "example" 1:($2+$3+$4)/3:2:4 title "example" with yerrorbars
8.数据拟合
Gnuplot也提供了数据强大的拟合功能，这里以简单的一次函数和二次函数为例说明。
*以一次函数来拟合第一列和第二列数据，得到拟合参数a，b，及误差
>fit a*x+b "example" via a,b
*以a，b，为参数绘制直线，同时将example中的数据点画出
>plot 5*x-2.20316e-13,"example"
*以二次函数来拟合
>fit a*x**2+b*x+c "example' via a,b,c
>plot 1.65386e-13*x**2+5*x+1.30488e-12,"example"
9.输出图像文件
Gnuplot支持输出为常见的图片或文档文件类型，包括pdf、jpeg、png、gif等等，具体可以通过>set terminal来查询。
>set term jpeg
>set output "example.jpg"
>replot
此时便在当前文件夹产生一个名为“example.jpg”的图片。
本文给出了几个最常使用的几个绘图功能，也几乎是我知道的全部，对于像我一样的初学者入门应该有所帮助。
参考来源：
1.http://www.osedu.net/yuanchuang-article/ns2/2011-07-30/282.html
2.http://randle.wordpress.com/2007/06/12/gnuplot-induction/
3.http://dsec.pku.edu.cn/dsectest/dsec_cn/gnuplot/index.html
4.http://www.duke.edu/~hpgavin/gnuplot.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-530833-484860.html
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