Plot Bar Charts with Error Bars in MATLAB
Plot Bar Charts with Error Bars in MATLAB
在科研绘图中，带误差线的柱状图是常见的，如果想要使用MATLAB实现，需要一起使用bar函数和errorbar函数，官方给出了一个示例：Bar Chart with Error Bars - MathWorks：
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x = 1:13;
data = [37.6 24.5 14.6 18.1 19.5 8.1 28.5 7.9 3.3 4.1 7.9 1.9 4.3]';
errhigh = [2.1 4.4 0.4 3.3 2.5 0.4 1.6 0.8 0.6 0.8 2.2 0.9 1.5];
errlow = [4.4 2.4 2.3 0.5 1.6 1.5 4.5 1.5 0.4 1.2 1.3 0.8 1.9];
bar(x,data)
hold on
er = errorbar(x,data,errlow,errhigh);
er.Color = [0 0 0];
er.LineStyle = 'none';
hold off
可以看到，这种方法的关键就是bar函数和errorbar函数的横坐标对齐。但是，当bar函数是多分类的情况怎么对齐呢？比如说，实现下面这样的图：
(图片来自文献 [2])
MATLAB官方并没有给出类似的示例。但是，知乎用户CoderMan提供了一种实现方式 [3]，其最核心的部分就是读取bar类变量的XEndPoints属性。基于这一点，本博客实现一下这种针对多分类的带有误差线的柱状图绘制。
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clc, clear, close all
x = categorical({'Class1', 'Class2'});
y = [10, 9; 7, 11];
errhigh_D1 = [2, 3];
errlow_D1 = [0.5, 0.5];
errhigh_D2 = [0.5, 0.5];
errlow_D2 = [3, 2];
figure
hold(gca, "on")
box(gca, "on")
% Plot bar for class1 and class2
b = bar(x, y);
% Plot errorbar for class1
err1 = errorbar(b(1).XEndPoints, y(:, 1), errlow_D1, errhigh_D1);
err1.Color = [0 0 0];
err1.LineStyle = 'none';
err1.LineWidth = 1.5;
% Plot errorbar for class2
err2 = errorbar(b(2).XEndPoints, y(:, 2), errlow_D2, errhigh_D2);
err2.Color = [0 0 0];
err2.LineStyle = 'none';
err2.LineWidth = 1.5;
legend("D1", "D2")
Bingo~
当然可以把上面的代码写成循环，但是这样的代码更具有可读性。
Different types of values used for error bars
error bars值的选择并不是唯一的，用户可以有多种选择，但是需要首先说明它的含义。
R Graph Gallery提供了三种选择 [4]，分别是使用：Standard Deviation(SD)，Standard Error(SE)，和Confidence Interval(CI)。
都是一些比较常见的measure，详细的描述可以参见R Graph Gallery的官方文档：Barplot with error bars - The R Graph Gallery.
之所以想要查一下error bars值的含义，是因为在上面MATLAB提供的例子中，error bars的上下限是不一致的，不知道这个示例使用的是什么measure。可能像box plot一样使用了类似分位点的概念，也有可能这只是展示一下效果，因为我所见到的论文中上下限都是一致的。
Reference
[1] Bar Chart with Error Bars - MathWorks.
[2] Zhao M, Zhong S, Fu X, et al. Deep residual shrinkage networks for fault diagnosis[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 16(7): 4681-4690.
[3] CoderMan.【2.2.2 带有误差线的柱状图】Matlab科研论文作图.