pgfplots 绘图思想简介

下面一段介绍来自pgfplots说明文档的引言部分，它对pgfplots的绘图思想作了清晰地描述：

科研工作者在交流研究结果、论文时，将数据可视化往往是必要和方便的。

pgfplots 宏包是一个非常优秀的可视化工具。pgfplots 让您作为终端用户只需要提供数据和绘图描述，而pgfplots 负责下列复杂而繁琐的工作，

• 选择合适的缩放比例
• 将图形缩放到指定的目标尺寸
• 选择最佳显示范围
• 分配标注位置，
• 在适当的位置绘制带有刻度、标注的坐标轴

pgfplots 解决了LaTeX 中可视化的一个老问题: 它的标注使用与 LaTeX周围的文字相同的字体、字号。它直接嵌入LaTeX中，从而使得能够毫不费力地使用LaTeX 强大的数学模式: 从任何类型的坐标轴标注到用户自定义的记号。它使得整个文档范围的线条样式、配色方案、标记和谐一致。

pgfplots 能够高质量出图。同时，它是一个嵌入式解决方案: 它在很大程度上独立于第三方工具，虽然它受益于从现有工具中调用函数。

它的主要目标是: 您提供数据和描述—而pgfplot运行时不需要更多输入。 如果你愿意，你可以对各种样式进行个性化的自定义。

二维数据可视化的数据导入方法

下面介绍两种基本的导入数据的方法：

• \addplot table {name.dat};

其中name.dat是一个用记事本编写的两列数据文件，注意扩展名用dat。当数据量不大时，也可以直接将数据放在table后面的大括号中。数据可以是一切实验数据。

例如，函数$x^2$的自变量和函数列表：

• \addplot {函数解析式};

画一个有解析式的函数图像时，用这种方法。

两个具体例子

1. 导入外部dat文件数据

\documentclass{article}
\usepackage{ctex}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{width=7cm,compat=1.5}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
title={二次函数$y=x^2$的图像},
xlabel={$x$},
ylabel={$y=x^2$},
ymax=16
]
\addplot [red,thick] table {xsquare.dat};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

2. 将数据直接放入table后面大括号里

\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}[
  title={二次函数$y=x^2$的图像},
xlabel={$x$},
ylabel={$y=x^2$},
ymax=16
  ]

  \addplot [cyan,thick,mark=*,] table {
  -4      16
-3.5    12.25
-3      9
-2.5    6.25
-2      4
-1.5 	2.25
-1.25	1.5625
-1   	1
-0.75	0.5625
-0.5 	0.25
-0.25	0.0625
0    	0
0.25	0.0625
0.5  	0.25
0.75	0.5625
1    	1
1.5	2.25
2   	 4
2.5	6.25
3    	9
3.5	12.25
4    	16
  };
    
  \end{axis}
\end{tikzpicture}

上面两个例子的图像为

3. 以解析式导入

\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}[
  title={二次函数$y=x^2$的图像},
xlabel={$x$},
ylabel={$y=x^2$},
ymax=16
  ]
  
  \addplot [blue,thick,mark=square,
  domain=-4:4,
  samples=21,] {x^2};
  \end{axis}
  \end{tikzpicture}

得到的图像为

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