使用MATLAB从Excel文件读取数据并绘制堆叠柱状图

在数据可视化中，堆叠柱状图是展示多个变量相对比例的非常有效的方法。它通过将每个数据系列堆叠在一起，帮助我们理解不同数据类别在总量中所占的份额。在这篇博客中，我们将学习如何使用MATLAB从Excel文件导入数据，并使用渐变色来绘制堆叠柱状图。我们还将探索如何选择和调整颜色，使得最终的图表更加美观和直观。

步骤 1：从Excel文件读取数据

在开始之前，我们假设你已经拥有一个Excel文件（如 your_data.xlsx），并且文件中包含了一些数据。MATLAB提供了非常方便的函数 readtable 来读取Excel文件，并将其存储为一个表格。

filename = 'your_data.xlsx';  % 请替换为你的Excel文件路径
data = readtable(filename);   % 读取Excel文件中的数据
y = data{:, 1:6};  % 假设数据存储在前6列中

在这段代码中，readtable 函数将Excel中的数据读取为表格格式。通过 data{:, 1:6} 我们提取了表格的前六列作为绘图数据。

步骤 2：选择并应用渐变色

为了让图表更加美观，我们可以使用MATLAB内置的渐变色 cool。cool 是一个具有从蓝色到红色的渐变色图，通过从色图中选择多个颜色，我们可以得到一组适用于绘图的颜色。

map = colormap('cool');  % 选择cool色图
num_colors = 4;          % 选择4种颜色
C = map(round(linspace(1, size(map, 1), num_colors)), :);  % 从cool色图中选择4个颜色

这段代码首先通过 colormap('cool') 获取 cool 色图。然后，使用 linspace 均匀地选择4个颜色（你可以根据需求调整选择的颜色数量）。这些颜色将应用到堆叠柱状图中，帮助区分不同的数据系列。

步骤 3：绘制堆叠柱状图

MATLAB中有许多不同类型的图表，可以帮助我们展示数据。对于我们的需求，堆叠柱状图（stacked bar chart）是一个非常合适的选择。我们将使用自定义的颜色集来绘制图表，使用 Fbarstacked 函数绘制堆叠柱状图。

步骤 4：细节优化

为了确保图表的可读性和美观性，我们可以调整一些细节设置，例如坐标轴的样式、刻度和字体。下面的代码对图表的外观进行了优化。

步骤 5：导出图片

完成图表绘制后，我们可以将其导出为PNG格式的图片，方便后续使用或分享。MATLAB提供了 exportgraphics 函数，可以高效地导出图像文件。

完整代码：

clc;
clear;
close all;

%% 数据准备
% 从Excel文件中读取数据
filename = 'data.xlsx'; % 请确保替换为你自己的Excel文件路径
data = readtable(filename);  % 假设数据存储在Excel表格中
y = data{:, 1:6};  % 假设数据存储在前6列中

%% 颜色定义
% 使用cool渐变色图，提取多个颜色
map = colormap('cool');  % 选择cool色图
num_colors = 4;          % 选择4种颜色
C = map(round(linspace(1, size(map, 1), num_colors)), :);  % 从渐变色中取4个颜色

%% 图片尺寸设置（单位：厘米）
figureUnits = 'centimeters';
figureWidth = 15;
figureHeight = 12;

%% 窗口设置
figureHandle = figure('color','w');
set(gcf, 'Units', figureUnits, 'Position', [0 0 figureWidth figureHeight]);
hold on

%% 冲击图绘制
GO = Fbarstacked(y, 0.4, C, 0.7);  % 创建堆叠柱状图
hTitle = title('Filled stacked bar chart');
hXLabel = xlabel('Samples');
hYLabel = ylabel('RMSE (m)');

%% 细节优化
% 坐标区基本属性调整
set(gca, 'Box', 'off', ... % 边框
    'LineWidth', 1, ... % 线宽
    'XGrid', 'off', 'YGrid', 'on', ... % 网格
    'TickDir', 'out', 'TickLength', [.01 .01], ... % 刻度
    'XMinorTick', 'off', 'YMinorTick', 'off', ... % 小刻度
    'XColor', [.1 .1 .1], 'YColor', [.1 .1 .1]) % 坐标轴颜色
% 坐标轴刻度调整
set(gca, 'YTick', 0:0.3:1.5, ...
    'Ylim', [0 1.5], ...
    'Xlim', [0.5 6.5], ...
    'XTick', 1:7, ...
    'Xticklabel', {1:7}, ...
    'Yticklabel', {0:0.3:1.5})
% legend
hLegend = legend([GO(1), GO(2), GO(3), GO(4)], ...
    {'A', 'B', 'C', 'D'});
% 字体和字号
set(gca, 'FontName', 'Arial', 'FontSize', 10)
set([hLegend, hXLabel, hYLabel], 'FontName', 'Arial', 'FontSize', 11)
set(hTitle, 'FontSize', 12, 'FontWeight', 'bold')
% 背景颜色
set(gcf, 'Color', [1 1 1])

%% 图片输出
exportgraphics(figureHandle, 'test.png', 'Resolution', 300)

function GO = Fbarstacked(y,bw,C,FaceAlpha)

% 绘制堆叠图
x = 1:size(y,2);
GO = bar(x,y',bw,'stacked','EdgeColor','k');
% 绘制连接区块
conr = zeros(size(y,1)+1,size(y,2));
conr(2:end,:) = reshape([GO.YEndPoints]',size(y,2),size(y,1))';
for i = 1:length(GO)
    % 赋色
    GO(i).FaceColor = C(i,1:3);
    % 绘制填充
    for j = 1:size(y,2)-1
        L1 = min(conr(i,j),conr(i+1,j));
        L2 = max(conr(i,j),conr(i+1,j));
        R1 = min(conr(i,j+1),conr(i+1,j+1));
        R2 = max(conr(i,j+1),conr(i+1,j+1));
        fill([j+0.5*bw,j+1-0.5*bw,j+1-0.5*bw,j+0.5*bw],[L1,R1,R2,L2],...
            GO(i).FaceColor, ...
            'FaceAlpha',FaceAlpha, ...
            'EdgeColor','none');
    end
end

end