Matlab语言基础讲义

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1、一、Matlab的变量与常量 Matlab中变量和常量存储都是相应的数据。 数据类型：基本类型、构造类型、符号对象 基本类型：数字型、字符串型 数字型：整型、浮点型 整形：无符号、有符号（int8、int16、int32、int64 1 位、2位、4位、8位） 浮点型：单精度（32位）、双精度（64位） 基本类型：数组类型（常见）、细胞类型、结构类型、类类型 符号对象（比较少见） 变量：在运算过程中其数值可以改变的量； 常量：在运算过程中其数值不改变的量。 变量命名规则： 变数名称是由一个字母开头，其后可以有任意数量的字母、数字或下划线。在变量命名时 尽量使用小写字母

2、，名字要有实在的意义，不要和系统保留的关键字（常量）和函数名相同 的名字，容易出错。 MATLAB是区分大小写的，变量名可以是任意长度。 Matlab 语言是一种弱类型语言，C语言是强类型语言， 变量在复制之前要对它的类型进行 严格的申明，不同就会出错，而 matlab不需要事先申明。 变量初始化： 1、采用赋值语句初始化变量； 2、用input函数从键盘输入初始化变量，如下： 1 R = ijipirt （'请输入额* ） fx请输入数 3、matlab已经定义好了的一些常量： Name iMeaining ept Accuracy 口F floaling・

3、/iiibW口it ij Th& imaginary uni I lllf InfiniGy. NaN UMufkwd nurr电值加 i拓 uh a num 瓢" Pl The number it I 、j虚数；Inf无穷大；NaN不定式；pi圆周率；ans特殊的变量。 二、matlab的基本数据结构 标量、向量、数组、矩阵的概念：标量、向量、数组本质上是特殊的矩阵形式；matlab 常用的是二维矩阵； 标量1*1的矩阵；向量可以看成是1行或者1列的矩阵；向量是数学中 的说法，数组是 matlab语言中的说法，但向量和数组在这里指的是同一种数据结构，可以 互用。

4、手动生成矩阵： 行矩阵：a = [1 2 3] 歹 U 矩阵：b = [1 2 3]' 或 b = [1;2;3] 2*2 矩阵：c = [1 2;3 4] » zerosC4, 3) 使用内置函数生成矩阵：常用的有ones, eye, zeros, size , length. A ones(4? » on^s(4) ans = a1名- 1111 till Lili 1I1I Lill 1111 1111 1111 seros C4) 0 0 c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5、0 STlS = ans = 00 00 Q0 00 » eye (4) >> eye (% 3) sns ~ arts - 1000 100 0100 oia 0010 o a i 0QQ1 o q a 利用冒号表达式生成矩阵： 冒号：用来生成向量，定义数组下标，数组的循环迭代。 生成航向量： 生成列相量: >> (3:8)' » d = [3:37' 引用矩阵或矩阵中的元素： 举证可以看成一个一位数组，按列从左至右，从

6、上往下依次排列。 >> u = [1 2 3 4;5 € 7 8:9 10 11 12:13 14 15 161 1234 5678 9101112 13141516 » u⑵ 3) 3n 5 - » e(10) ans = 冒号当作下标 e(:,2):代表全部行元素，2代表第2列 噂= 1234 5678 Q101112 13141516 sns = 2 6 10 y＞已出：） ans - 123 引用第3列2-4行： » eCSiij 3) ans - 11 15 指定生成某种矩阵 » f« g 1 二 000 000 00

7、0 006 矩阵的行拼接列拼接: Size函数：返回矩阵行列对应的维数; length函数返回行列维数最大的那个值 >> size(h) 3RE = e » length Ch) ans = 8 三、matlab中的空数组和子数组 子数组的概念 子数组的赋值与数组直接赋值的区别 end的用法 Linspace , logspace , reshape 预定义变量：date , clock , year, month, now, today （和日期处理有关） 空数组 E =

8、 [] 子数组 >> A=r3nd(4) A = 0.3909 C.8U3 0, L956 0.9693 0.2575 0. 2435 0. 2511 Q.^47： Q.叼07 。,曾 93 6 6161 0. 1386 D- 2543 C.3500 0. 1733 » ehilc^ACL [2 3]) child - 0. 14930.8143 >> diilc^AtSj 2:end) child - 0-S4070.92930.616。 Linspace 函数 用法：linspace(x1,x2,N) (linspace (x1

9、 , x2)默认生成包括 x1 和 x2 的 100 个数) 功能：linspace 是Matlab中的均分计算指令，用于产生 x1,x2之间的N点行线性的矢 量。其中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。若默认 N,默认点数为100。 注：linspace(5,100,20) 和5： 5： 100的区别在于前者已知元素总个数而不知道步长， 后者已知步长不知元素个数，这两者的效果是一样的。 logspace 函数 用法：x=logspace(a, b, n) 功能：logspace（a, b, n）生成一个（1xn）数组，数据的第一个元素值为a,最后一个元 素为b, n是总

10、采样点数。需要注意的是，此时产生的数组元素在10、到10Ab上并不是均 匀分布的，而形成一个对数曲线。 reshape的用法 » a = 1:1; reshape 1冉 3,3 1 ans - 1q7 258 369 date , clock , year, month, now/, today 的用法 》》year Ing 1 >> 3nanth(ticwl >> day(now) >> day ('today) DDE - ans = axis = ans 二 2017 g 12 12 >> date ans = 12-Jun^20

11、l 7 >> clock ans = 1. 0e+03 + 2.01700.00e00.01200.01SO 0.01500.0340 四、matlab中的算术运算符 标量运算 矩阵预算 数组运算 运算优先级 标量：亦称“无向量”。有些物理量，只具有数值大小，而没有 方向，部分有正负之分。物 理学中，标量（或作纯量）指在 坐标变换下保持不变的物理量。用 通俗的说法，标量是只有 大小，没有方向的量。 +-*/\ » 2*3 » 2/3 ans = ans 二 6 CL 6667 ana L 5000 矩阵：由m x n个数aij排成的m

12、行n列的数表称为 m行n列的矩阵，简称m x n矩阵。 矩阵运算: A+B A-B A*B A/B A.*B A./B » A+E ans = » A-B ans = -1 0 6 0 4 4 0 0 6 »人比E ans 二 31 5Q 38 38 61 46 45 72 54 magic函数：生成魔方矩阵 » magic (3) » ma.gic (4) ans - 816 arts - 162313 5U108 357 97612 49Z I14151 » A/B » A. *B » A. /B ans = ans

13、 二 <,3333 -0.56675.6667 2167 0.5QQQ l.QQQQ 7.0000 -6.6667 -0.33335. 3333 4532 1. 00005. 00002. 0000 -fi.QOOO03.0000 |93627 1.0000 LOOOO 3* 0000 五、matlab中常见的运算函数 sum, prod, max, min （对矩阵进行运算） 三角、反三角函数，指数、对数函数，圆整函数、绝对值, 复数取实部、虚部、取模 Cross, dot, compan, inv, det, rank, eig, trace » sin

14、|» co莒 Si/3) " R =[2 3 4]» sir (A) ans =ans =4二ans = CL 50。。0.50002340« 90^30.14117508 圆整 ceil朝着正无穷圆整 floor朝着负无穷圆整 fix 朝着0圆整 round四舍五入整 mod取模函数 rem除取余 mod除取整 >> B=rand(3) B = 0. 81470.S1340.27S5 0.9I0580.63240. S46S 0. 12700.O&750. 9E7E >> r.ax (E) ans = Q, 90550.9134 Q, 9575 » nax

15、型 ans 二 k 9575 mean按列求平均值 mean (B) arts - 0.615SA.517S0.5943 prob接地 Sum(x, dim) dim=1按列2按行求和 >> 总un(& 1) ans - 1-84751.6^331.7S29 >> SUM (Bj 2) arts = 2,0066 2.0350 1.1820 conv可以做多项式乘法 比如，(XA6+XM+7X+4) *(XA5+XA3+3X+1)用 conv 函数展开： >> conv([1 0 1 007 4]j [1 0 1 0 3 1]) ans = I 020437E

16、42119 复数 » D = 2+-3i D 二 2.OQOO 4 3.00001 »。, ans = » real (D) >>讪明(D) ans = 2 □ns = 3 >> conj{D) ans = 》》abs [D) 》》an^le fD) ans = ans = 3.605S 0.9828 2. 0000 - 3. 00001 2. 0000 - 3. Q0001 六、matlab的字符串及其运算 ASCII 码： American Standard Code for Information Interchan

17、ge的缩写 字符串的数组本质 字符串的生成：单引号法，数组法 字符串的转换：abs, double , char , str2num , num2str , upper , lower 字符串：本质是一个字符数组。其他语言中也有。字符经过编码以数字的形式编在电脑里, 这种编码形式就是 ASCII码。 » st r 1 — ' I ain a man 厂 Strl = 字符串的生成：单引号法，数组法。 字符串的转换： abs将字母转成数字。double功能类似。 char 将字母转成字母。 str2num , num2str , upper , lower » abs C

18、 A,) » rLWit2str (65) >>doub 1 e4") » ehar(65) » str2nu*.C 97r) ans = ans - ans = ans = ans = 65 6& 55 A 97 J.3 勺 m2 = [ 1 mm boif ] 与「已2 - 工'm@box 这种方法比较迂回, » char CAJ+32) ans = a matlab中有函数直接转换 » char Ci5-32) ans = » upp*r (J二) ans = A ” Laver (' A ) ans = >> st r3 =

19、] str 3 = abcdef ghi jklrmapcirst uvirayz 七、字符串函数及二维字符串 Strcmp(S1,S2), findstr(S, S), strcat(S1, S2), disp(str) Fprint(format, data) 二维字符串 Strvcat, str2mat Strcmp(S1,S2) 字符 S1,S2 两个函数相同则为 1,不同则为0 Strcmp(S1,S2 ,n)比较前 >> strl I an >3 strcnfcp 1 st r lj ana str I = I am bay gi

20、rl" » strciwp1 strlj str]) ans I am girl findstr(S1, S) 将S1中所有的S以形式的形式返回 » findstr * st r l,J an") >> f indsti (stulj, firT ) >> findstr (str 1,''boy > ans I son tio3rl 工 am bop >> [st rlj stx2] T 日m T ant.匕。于。 J ant boy ans = T ■ant boyg I ant I am lacsjrr

21、 I am boyl am girl I Em tscs^rl ans strcat(S1, S2)将两个字符进行拼接；利用矩阵形式进行拼接也可以；当两个字符串长度 不一样是不可以［S1, S2］这样拼接。 >> St ECSat (. Etl 1 .幺七 U 之" ) >> st rest (st rl7 slr2) arts = I 讯 toyl disp(str)将字符串原样输出 二维字符串的生成: [" 1 ajn a boy" i aim a girV ] 错误使用中“t ca/t 吊联的矩阵的维度不一能。 » [J i am a boy J / i a

22、m a girr ] ans = i a boy i硼记弓“L 维度不一的时候用空格补齐，这种方法比较麻烦。 Strvcat字符串纵向拼接 str2mat与之类似，区别在于str2mat会将空字符生成空行, 而前者会直接将其忽略。 >> st rSniat , st r lj' , str2) >> st rvcat ' str 1 j sti2.J ans = I an. toy I a* gixl » st rvcat

23、图入门 其他语言绘图特别繁琐，而 matlab绘图特别方便简洁。 plot , semilogx , semilogy ,loglog , legend , title ,grid , xlabel , ylable , hold plot ： matlab中最简单的绘图命令。 » x = 0:0.1:"pi: y = sin(x); » plot区于) » xLabel C 总轴’)：ylab?l叮物):grid on; legend ('在右上角对不同的曲线插入相应的图例’) x-0;0, l;2*pi;

24、 yl=sintY); y2= cos fit); plot (x.yLXj y2) 1.andf正玄曲线'「余送曲就J »=0:0.1i 2*pi： y]=sin(x^; y2=cos g ； plat txj yl i hold, on plat (ij y2) 1.电虱厂正玄曲线'「余弦曲线,) 九、绘图属性的控制 plot , semilogx , semilogy , loglog , legend , title , grid , xlabel , ylable , hold 线型，颜色，线宽的控制 s=0:0. yl = i ir. h 1 ;

25、 !?i=CO5 X)； o—(J) 虚辩减显示 heli an 耀智T1 plot^^/t-T^J，艮基国线况子愦席尢川商 1牌tn£’匚主为去,云弦也专：， XlabelC S^ST) rhb式芦目变量｝ ?rid an7T开读格 «is([0 2*pi -1 1]) '队3轴的表度机轴的米度 axis5皿为将窗口眄聋和甜色度麦成相察竟成正方用 > ' 1L» i. n e S -t v 1 e " L4fiq s ty I e * 一* i(_defaiji Rt.} I * * I * ： ' I ' —. 3 I " coxiu” » 量 IT. j c h

26、t"W 量 Tl %1> ' — Lins? vvid^ In O* 5It) | 寻ueIe「 > . Mnkk—n" Ih^l ja rRe r symltsoli J cccu 暑 fd fffn Lilt > | st ring * ' idl n.2ir Ixl czt .E ds cC o X tz►r J —一Ml m rlc e r 曰 d 目9-o ol or , dijto' [ci ljIt > | * mocu* || t hr&e-eiom. e ni RGB ve-ct or || st ring > . MEtk—te-h♦二c ■ ch-' l\

27、/lorl I ' auto" I Itiree-elemneril RGB vector I string a 二 Mnhlr -S 巾 Ktfr, IWInrRf*r #hc E54日『if曰u・t, I 会白|日1r 十、图形窗口菜单及其对数坐标 Semilogx , semilogy , loglog k=1C. '(0:C.01:10)： 为这种写法错误，后面是向里应当点乘对每个点进行运茸^10-(0:0,01:10); 7=0:0. 01:10： semiloexfXjy) £=10. "(0；0.01；10), 尸口： CL 01:10; plot (x7yf J-r1)