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PGPLOT 的一个示例程序

简介

PGPLOT典型的应用主要是一些已知测定点的描绘和理论曲线的比对。

这里给出一个简单的例子程序，画出5个数据点，理论曲线为y=x^2。

代码

代码如下所示：

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/**
 * Copyright (c) 2010-2017, Guo Shaoguang
 *
 * All rights reserved.
 *
 * @file shao_pgplot_y=x2.c
 * @author 	Guo Shaoguang
 * @email 	sgguo@shao.ac.cn
 * @date	2011.06.11
 * @version	v1.0
 *
 * @brief This file will y=x^2 using PGPLOT
 */

#include "../include/cpgplot.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int i;
    static float xs[] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
    static float ys[] = {1.0, 4.0, 9.0, 16.0, 25.0};
    float xr[100], yr[100];
    int n = sizeof(xr) / sizeof(xr[0]);

    printf("Now begin to plot ...\n");

    /// 1. Enable the PGPLOT and setting the device
    if (cpgbeg(0, "?", 1, 1) != 1)
        return EXIT_FAILURE;

    /// 2. Setting the axis of x and y including label
    cpgenv(0.0, 10.0, 0.0, 20.0, 0, 1);
    cpglab("(x)", "(y)", "y = x\\u2\\d");
    cpgiden();

    /// 3. Begin plot points / lines
    cpgpt(5, xs, ys, 9);

    for (i = 0; i < n; i++) {
        xr[i] = 0.1 * i;
        yr[i] = xr[i] * xr[i];
    }

    cpgline(n,xr,yr);

    /// 4. Close the PGPLOT
    cpgend();

    return EXIT_SUCCESS;
}

结果

Result

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关于数据初始化就不多做解释了。

但凡对C语言有了解的人，应该和容易明白上述代码（除了PGPLOT调用子函数）。

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开始使用PGPLOT编程的第一步就是要选定输出的设备，函数为cpgbeg。

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函数cpgenv 开始一幅新的图片并且定义了变量的范围和图像的比例，cpgenv 也可以按照参数绘制指定的坐标轴，详细参考函数原型。

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一般函数cpgenv 之后就开始调用cpglab来标记坐标轴以及整个图像的标题。

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函数cpgpt用于绘制一个或多个点，详细参考函数原型。

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函数cpgline用于绘制一条线，详细参考函数原型。

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在结束绘图后调用函数cpgend，如果不结束可能会影响到后续的程序。

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简介

本章主要介绍一些图像显示的位置和比例的控制问题。

在上一章的简单示例中，我们通过PGENV来自动的控制图像的位置和标记信息。但是，为了获得对位置和标记等的完全控制，我们还需要了解下述知识:

  • View Surface：视图面
  • Window：窗口
  • Viewport：视口

另外还有两个坐标系统：

  • World Coordinates：世界坐标系
  • Device Coordinates：设备坐标系

一个简单的PGPLOT图像或许只是描述了二维的两个变量之间的依赖关系。
一个典型的图像包括数据点（误差条、点标记或者块标记）、连接在一起的线条，或者理论模型的平滑曲线。另外还要加上坐标来指出刻度等信息。

程序员应该在矩形的笛卡尔坐标轴上描述出一些必要的信息。

当然，对于这样的坐标系有一定的弊端，只能描述浮点型数据。

对于x和y坐标系不同计量单位的图像，我们后面会有所介绍。比如横坐标为时间，纵坐标为流量密度的射电源图像。

在PGPLOT编程过程中选择世界坐标系作为默认设置。

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PGPLOT maps a selected rectangular region of the world-coordinate space (termed the window) onto a specified rectangle (termed the viewport) on the view surface (the screen of an interactive display or a sheet of paper on a hardcopy plotter).

这一段比较重要，指出了上面我们提到的三个术语，这三个术语要搞搞清楚，后面对于一些子程序，会对不同的术语做出不同配置。我不做翻译。只可意会不可言传~ ^_^

通俗的理解，先指定view surface，可以是显示的图像或者保存的ps文件；然后设置viewport，这个就是方框内的图形，不包括注释；而window就是实际对应的数值信息，比如随着时间的流量信息。

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一个图像程序第一件要做的事情就是告诉PGPLOT选择使用什么设备作为输出，前面我们也提到过，一共有两种不同的设备类型。

这个设备类型我们可以在pgbeg函数中提前确定，例如PGBEG (0, ‘plotfile.ps/PS’, 1, 1)，就是输出文件名为plotfile.ps的ps类型文件。也可以使用“？“来输出时自行选择。

当然，在完成我们的绘图工作以后，调用cpgend来刷新输出结果是有必要的，就像C语言中malloc以后要调用free，以免引起内存泄露。

对于不同的输出设备，PGPLOT默认是有一些输出default设置的。比如ps输出，就会采用标准的18X5inches的景观模式。

如果你有自己的审美观，准备设置一些高级的输出，那么这是你可以调用pgpage（后面有详细介绍）来设定宽度、比例。

PGBEG的最后两个参数nx和ny，可以将窗口分割为nx*ny个小窗口，例如nx和ny均取3，那么将绘制出9副图片。

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