Matlab入门


变量与函数

变量

变量是在程序运行中其值可以改变的量,MATLAB中变量的命名规则是:

(1)变量名必须以字母打头,之后可以是任意字母、数字或下划线,变量名中不允许使用标点符号.
(2)变量名区分大小写;
(3)变量名最多可包含63个字符(6.5及以后的版本, 变量名长度不得超过最大长度限制,超过的部分将被忽略。不同的MATLAB版本,变量的最大长度限制是不同的,用户可以使用 namelengthmax函数得到该用户使用的 MATLAB版本所规定的变量名长度。)
(4)变量名不能包含空格、标点。

数据类型

在对不同数据类型的变量引用时,一般不用事先对变量的数据类型进行定义或说明,系统会依据变量被赋值的类型自动进行类型识别

特殊变量表

数学运算符号及标点符号

数学运算符号

(1)MATLAB的每条命令后,若为逗号或无标点符号,
则显示命令的结果;若命令后为分号,则禁止显示结果.
(2)“%” 后面所有文字为注释.
(3) “...”表示续行.

数学函数

eg:

简单计算
【例2.2-2】计算sin(45ْ )
>>sin(45*pi/180)

ans=
     0.7071

%Matalb中正弦函数sin就是常见的正弦函数。
%它的参数值是以“弧度”为单位的。
%pi也是Matalb的预定义变量。
%pi=3.14159…
%Matlab对字母大小写是敏感的。


>>sqrt(2*exp(4.92+0.5)+1)

ans=
     21.2781

%Matalb中开平方—sqrt(x),是英文square root的缩写 。
%Matalb中指数函数exp(x),常见的表达方式。

注意:

1)命令行编辑 “↑”键调回已输入过命令修改。

2)在使用时,如果命令行中用到等号“=”。计算结果不再赋给“ans”,而是赋给用户指定的变量。

3)无论是预定义变量还是用户自定义变量都被存储在系统的工作空间内,即系统定义的一个存储窗口变量的内存空间。

4)Who、whos命令用来显示工作空间的变量,clear命令用来清除工作空间的变量。

数值显示格式设置

缺省显示格式:简洁的短(short g)格式
窗口命令及语法格式:format 显示格式关键字
如:format long %15位数字显示
常见通用命令
命令 含义
clc 清除命令窗口的显示内容
clear 清除Matlab工作空间中保存的变量
who或whos 显示Matlab工作空间中的变量信息
dir 显示当前工作目录的文件和子目录清单
cd 显示或设置当前工作目录
type 显示指定m文件的内容
help或doc 获取在线帮助
quit或exit 关闭/推出MATALB

实例:
>>who
Your variables are:
ans         circle_len    y    
area        radius 

>>whos
Name             Size                    Bytes      Class
  ans              1x1                         8    double array
  area             1x1                         8    double array
  circle_len      1x1                         8    double array
  radius           1x1                         8    double array
  y                  1x1                         8    double array
Grand total is 5 elements using 40 bytes

>>clear y
>>who

Your variables are:
ans         circle_len  
area        radius 

>>clear ans area
>>whos

Your variables are:
Name             Size                    Bytes   Class
  circle_len       1x1                         8   double array
  radius            1x1                         8   double array
Grand total is 2 elements using 16 bytes

操作界面

工作空间

查看工作空间内存变量,可以由who、whos 。
命名新变量。
修改变量名
删除变量
绘图
保存变量数据
装入数据

历史窗口

首先记录每次启动时间
并记录在命令窗口输入命令,此次运行期间,输入的所有命令被记录为一组,并以此次启动时间为标志。
使用历史窗口:
可以查看命令窗口输入过的命令或语句
可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创建M文件等。

当前目录窗口

指Matlab运行时的工作目录。
只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被运行和调用。
如果没有特殊指明,数据文件也将存放在当前目录下;
用户可以将自己的工作目录设置成当前目录,从而使得所有操作都在当前目录中进行。

文件与帮助

获取帮助

MATLAB提供的帮助信息有两类
简单纯文本帮助信息

help
lookfor(条件比较宽松)例:inverse

窗口式综合帮助信息(文字、公式、图形)
doc
helpwin

.M文件

M文件有两类:脚本M文件和函数M文件
脚本M文件就是命令的简单叠加。
M文件建立方法:

  1. 在Matlab中,点:File->New->M-file(新建->脚本)
  2. 在编辑窗口中输入程序内容
  3. 点:File->Save,存盘,M文件名必须与函数名一致。

Matlab的应用程序也以M文件保存。

函数与数组

函数

MATLAB的内部函数是有限的,有时为了研究某一个函数的各种性态,需要为MATLAB定义新函数,为此必须编写函数文件. 函数文件是文件名后缀为M的文件,这类文件的第一行必须是一特殊字符function开始,格式为:
function 因变量名=函数名(自变量名)
函数值的获得必须通过具体的运算实现,并赋给因变量.

举例:


例:定义函数 f(x1,x2)=100(x2-x1^2)^2+(1-x1)^2

1.建立M文件:fun.m
function   f=fun(x)
f=100*(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2

2. 可以直接使用函数fun.m
例如:计算 f(1,2), 只需在Matlab命令窗口键入命令:
x=[1 2]
fun(x)

数组

定义:
相同类型数据的有序集合,在内存中连续存放。

由数组名和下标惟一地确定每个数组元素,数组中的任何一个数都被称为这个数组的元素,由其所在的行和列标识,这个标识也称为数组元素的下标或索引。

1)Matlab将标量视为1×1的数组。

2)对m行、n列的2维数组a:

3)计为m×n的数组a:
*行标识、列标识均从1开始;
行标识从上到下递增;
列标识从左到右递增。

数组分类

1)一维数组,也称为向量(vector) 。
行向量(row vector)、列向量(column vector)。

2)二维数组(矩阵matrix)。

3)多维数组。

4)有效矩阵:每行元素的个数必须相同,每列元素的个数也必须相同。

数组的创建

1、创建简单的数组

2、创建一维数组变量

第一种方法:使用方括号“[ ]”操作符
【例2-1】创建数组(行向量)a=[1 3 pi 3+5i]

a=[1 3 pi 3+5i] %or a=[1, 3, pi, 3+5i]
a= 1.0000 3.0000 3.1416 3.0000 + 5.0000i
所有的向量元素必须在操作符“[ ]”之内;
向量元素间用空格或英文的逗点“,”分开。

第二种方法:使用冒号“:”操作符
【例2-2】创建以1~10顺序排列整数为元素的行向量b。

b=1:10
b=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

键入并执行c=1:2:10和d=1:2:9

>> c=1:2:10
c=1 3 5 7 9
>>d=1:2:9
d= 1 3 5 7 9

利用冒号“:”操作符创建行向量的基本语法格式:
x=Start:Increment:End
Start表示新向量x的第一个元素;
新向量x的最后一个元素不能大于End ;
Increment可正可负,若负,则必须Start>End;若正,则必须Start<End,否则创建的为空向量。

若Increment=1,则可简写为:x=Start:End。

第三种方法:利用线性等分函数linspace
函数linspace的基本语法
x= linspace(x1, xn, n)
该函数生成一个由n个元素组成的行向量;
x1为其第一个元素;
xn为其最后一个元素;
x1、xn之间元素的间隔=(xn-x1)/(n-1)。
如果忽略参数n,则系统默认生成100个元素的行向量。

键入并执行x= linspace(1,2,5)
x=1.0000    1.2500    1.5000    1.7500    2.0000

可以在实验时察看x= linspace(1,2)执行结果。

第四种方法:利用对数等分函数logspace
函数logspace的基本语法
x= logspace(x1, xn, n)
该函数生成一个由n个元素组成的行向量;
x1为向量首元素的幂,即10x1;
xn为向量尾元素的幂, 即10xn ;
如果忽略参数n,则系统默认生成50个元素的行向量。

键入并执行 z=logspace(1,4,4)

Z= 10   100    1000    10000

列向量的创建
使用方括号“[ ]”操作符,使用分号“;”分割行。
【例2-5】键入并执行x= [1; 2; 3]
X=1
2
3
使用冒号操作符,即利用矩阵的转置操作。


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