MATLAB笔记总结(1) 东华大学MOOC

循环语句

MATLAB函数句柄

https://zhuanlan.zhihu.com/p/266263265

https://blog.csdn.net/shaozheng0503/article/details/130305984?spm=1001.2014.3001.5501

数据和变量

表达式

分号;) 逗号(, ), 省略号(3个英文句点…)。

历史指令调用：用方向键(↑↓)

数据显示格式

format short

format long

format rational

显示格式与计数精度区别

复数 i, j

预定义变量

pi 圆周率3.1415…

eps 浮点数识别精度2.22×10-16

realmin 最小正实数2.2251×10 -308

realmax 最大正实数1.7977×10308

Inf 无穷大

NaN 不定值

用户变量

命名规则：字母开头，由字母、数字或下划线组成，区分大小写 （能有标点符号吗？）防止与系统的预定义变量名(如i, j, pi, eps等)，函数名(如who, length等)，保留字(for, if , while, end 等)冲突。

特殊变量ans

是系统本身一个特殊变量名，若运算结果没有赋
于任何变量，系统将其赋予ans
clear 清除(注意Clear Workspace与Clear Command
Window的区别.)

数据文件

实现与外部数据文件交换: mat, txt等
菜单方式：Save Workspace和Import Data

例 : save-clear-import
指令方式：save 和 load

C语言方式：

fprintf, fsacnf，fopen, fread

例 : file = fopen(‘ceg.txt’,‘w’);

fprintf(file,‘%12.8f %6.2f\n’,[pi, 2*pi]);

fclose(file);

用load或import data调用

数组及其运算

a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

中括号[ ]表示矩阵，同行元素间用空格或逗号
分隔，不同行间用分号或回车分隔。

冒号运算

函数linspace(x1,x2,n) 生成x1与x2间的n维等距
行向量,即将[x1,x2] n-1等分

length, size

编址：不能为0，按列编址, 如a(6)

查询、更改(a(m,n))，提取(a([1,3,2]))， 拼接( [A, B]、 [A; B] ), 删除(A(i1:i2 , : )=[ ])

sum, prod, min, max

特殊矩阵

零矩阵(zeros(m,n)), 壹矩阵(ones(m,n)),单位矩阵
(eye(m,n))

导入外部Excel数据文件

剪贴板+Array Editor

菜单import data

数组运算
A+B与A-B 加与减

kA或Ak 数乘矩阵

k+A与k-A k加(减)A的每个元素

A.^k , k.^A 数组乘方

A.*B 数组乘数组

k./A 数除以数组

左除A.\B=右除B/.A 数组除法

点运算就是对应元素的运算

例（注意点运算与矩阵运算的区别）

数学函数

矩阵的数学函数也是按元素的运算，使用通常的函数号，

如sin(A), cos(A), asin(A) , acos(A)tan(A),cot(A), exp(A), sqrt(A)等。

fix 向0取整 floor

向 -∞取整

ceil 向+∞取整

mod 模除求余

rem 除法余数

abs 绝对值(模）

real 复数实部

imag 复数虚部

angle 复数幅角

conj 复数共轭

log 自然对数

ln log10 以10为底对数

关系与逻辑运算

< 、 <= 小于、小于等于

、 >= 大于、大于等于

= = 、 ~ = 等于、不等于

&（与）、|（或）、~ （非）

any、all 、find

在MATLAB中，“真”用1表示，“假”用0，而逻辑运算中，所有非零元素作为1处理

数据类型：

数值(Double)

逻辑(Logical)

字符(Char)

元胞(Cell)

结构(Structure)

字符串

单引号(英文半角输入状态！)

中文字符: a=‘清心明目’, b=a([4: -1:1])

不要在word中输入后copy （单引号改变!）

引号内字符显示应为淡紫色

字符串拼接: t=‘好吗？’, c=[a([3,4,1,2]), t]

字符串转化double, char, num2str, str2num

比较：a=’12’,b=double(a),c=str2num(a)

eval执行字符串书写的指令(例)

元胞和结构

数值与字符混合

元胞 { }

结构: 域的概念

struct2cell和cell2struc

2.1 程序设计

M脚本文件

函数文件

其它

分支语句

if（条件式）, 语句; end

if（条件式1), 语句1; elseif （条件式2),

语句 2; ……;else, 语句;end
switch(分支变量)case(值1), 语句1;case(值2), 语句
2;……;otherwise 语句;end

循环语句

for 循环变量=初值:增量:终值, 语句；end

while（条件式）, 语句；end

其它：pause, break, return, error

M脚本文件

M脚本文件通常是一种Matlab脚本文件，它包含一组MATLAB命令和函数，可用于执行特定的操作。由于MATLAB是一种计算机语言和开发环境，其主要用于工程学、科学研究和数据分析等领域，因此M脚本文件通常用于执行这些领域的任务。

M脚本文件可以使用任何文本编辑器创建，例如Windows记事本或Notepad++。它们以“.m”作为文件扩展名，并使用MATLAB软件来编译和运行。

创建一个M脚本文件非常简单，只需在文本编辑器中打开新文件并按照所需的命令格式输入MATLAB代码即可。例如，以下是一个简单的M脚本示例，可用于计算圆的面积：

```
% This is a comment in the M script file
r = 5; % radius of the circle
area = pi*r^2; % calculate the area
disp(['The area of the circle is ', num2str(area)]) % display the result
```

在此示例中，该脚本文件定义了圆的半径，并使用MATLAB内置的pi函数和幂运算符计算圆的面积。最后，使用disp函数在命令窗口中显示结果。

M脚本文件是MATLAB编程语言中的基本元素之一，是许多MATLAB程序的基础。

调用M脚本文件通常需要使用MATLAB软件。你可以通过以下步骤来调用一个M脚本文件：

1. 在MATLAB软件中打开“当前文件夹”窗口，这可以通过在命令窗口中输入“cd”命令或使用菜单选项“Current Folder”来实现。

2. 将M脚本文件移动到打开的“当前文件夹”窗口中。

3. 在命令窗口中输入M脚本文件的名称，然后按下回车键即可执行该脚本。例如，如果文件名为“myscript.m”，则可以在命令窗口中输入“myscript”并按下回车键。

4. MATLAB将加载并运行M脚本文件中的所有命令和函数。你可以在命令窗口中查看输出结果，并在必要时更改M脚本文件中的代码。

此外，还可以通过在MATLAB中创建一个函数句柄来调用M脚本文件，或者通过使用适当的命令将M脚本文件作为其他MATLAB程序的一部分进行调用。

调用M脚本文件通常需要使用MATLAB软件。你可以通过以下步骤来调用一个M脚本文件：

1. 在MATLAB软件中打开“当前文件夹”窗口，这可以通过在命令窗口中输入“cd”命令或使用菜单选项“Current Folder”来实现。

2. 将M脚本文件移动到打开的“当前文件夹”窗口中。

3. 在命令窗口中输入M脚本文件的名称，然后按下回车键即可执行该脚本。例如，如果文件名为“myscript.m”，则可以在命令窗口中输入“myscript”并按下回车键。

4. MATLAB将加载并运行M脚本文件中的所有命令和函数。你可以在命令窗口中查看输出结果，并在必要时更改M脚本文件中的代码。

此外，还可以通过在MATLAB中创建一个函数句柄来调用M脚本文件，或者通过使用适当的命令将M脚本文件作为其他MATLAB程序的一部分进行调用。

matlab中的函数文件

MATLAB中的函数文件是一种用于封装代码或算法的文件类型。MATLAB函数包含一组指令和变量，它们可以被主程序或其他代码所调用以执行特定的任务。

MATLAB函数与脚本文件不同，因为函数具有输入和输出参数，并且通常用于重复使用和模块化编程。MATLAB函数文件由以下三部分组成：

- 函数声明行
- 函数体
- 输出语句

下面是一个简单的例子，说明如何创建一个MATLAB函数文件来计算两个数的乘积：

```
function mult_result = multiply(num1, num2)
% FUNCTION to calculate the product of two numbers
% INPUTS : num1 and num2 are input parameters of the function
% OUTPUT : mult_result is the result of multiplying num1 to num2
mult_result = num1 * num2; % perform multiplication
end
```

以上函数声明行中“function”关键字定义了一个名为“multiply”的函数，其可接收两个输入参数“num1”和“num2”。该函数的输出结果存储在变量“mult_result”中，并最后返回该结果。

将上述代码保存为以“.m”结尾的文本文件，以便作为MATLAB函数文件使用。然后，你可以通过键入函数名称和输入参数来调用该函数。例如，下面的命令可以调用该函数并将输出打印到命令行窗口：

```
>> a = 3;
>> b = 4;
>> c = multiply(a, b);
>> disp(c);
12
```

MATLAB中的函数文件可以直接通过函数名称调用，也可以作为另一个程序或脚本文件的一部分调用。

不同的语句分析以及基本概念解释

函数句柄(handle)

编写M函数eg2_1f.m
函数句柄fname=@eg2_1f;
feval (fname,1000)或者fname(1000)
注意feval与eval的区别

>>m=1000;
>>str= 'sum(1./(1:m).^2';
>>eval(str)

inline函数与匿名函数

inline函数
fun=inline(‘函数表达式’, ‘自变量’)
>> fname=inline('sum(1./(1:m).^2)','m') 
>> fname(1000) 
匿名函数
fun=@(自变量)函数表达式
匿名函数的参数传递更灵活
>> k=2; fname=@(m)sum(1./(1:m).^k)
>> fname(1000)

解释

MATLAB中的inline函数和匿名函数都可以用于创建轻量级的小型函数，但它们之间仍然有一些不同之处。

1. inline函数

inline函数是一个用于逐元素数学运算的函数，其中输入输出变量必须使用列向量。它们通常用于快速编写简单数学表达式的程序。需注意的是，从MATLAB 2016a开始，已不再推荐使用inline函数，现在建议使用匿名函数或函数句柄来代替。

以下是inline函数的一个例子：

```
f = inline('sin(x)^2 + cos(x)^2')
x = -pi:0.01:pi;
y = f(x);
plot(x,y)
title('Output of Inline Function')
```

在上面的程序中，我们使用inline函数定义一个用于计算“sin（x）^2 + cos（x）^2”的函数，并将其存储在变量“f”中。然后我们定义一系列变量并将其传递给函数，最终通过“plot”函数绘制输出结果。

2. 匿名函数

匿名函数是一种便于创建短小精悍的函数的方式，它们可以被重复使用和模块化编程。与inline函数使用字符串输入不同，匿名函数使用符号输入。下面是一个使用匿名函数的例子：

```
g = @(x,y) sin(x)*cos(y)
z = g(pi/4, pi/6)
```

在上面的例子中，我们使用@符号定义了一个匿名函数“g”，该函数计算指定范围内sin（x）和cos（y）之间的乘积。我们用pi/4和pi/6调用该函数，并将结果存储在变量“z”中。

与inline函数相比，匿名函数是更加最新和建议的选项。“@”符号可以让用户轻松地以代码块形式定义任意复杂度的函数，并自由传递它们。

其它－数据的输入输出

input函数：提示用户输入数据 A=input(提示信息，选项)：

disp函数：屏幕输出 disp(输出项)

由于disp函数输出的是字符串。如果要输出数字，那么必须先把数字转成字符串。

求ax2+bx+c=0的根。
程序如下：

a=input('a=?")
b=input('b=？');
c=input('c=？);
d=b*b-4*a*c;
X=[(-b+sqt(d)/(2*a),(b-sqrt(d))/(2*a)];
disp(['x1=',num2str(x(1)),',x
2=',num2str(x(2));

其它－函数重载 nargin与nargout

nargin： 记录调用函数时输入变量个数；

nargout：记录调用函数时输出变量的个数。

例：函数文件exam_arg.m:

function [f1,f2]=exam_arg(a,b,c)
if nargin==1
f1=a;
elseif nargin==2 f1=(a+b)/2;
elseif nargin==3
f1=(a+b+c)/3;
end
if nargout==0
error(('没有输出参数。)：
elseif nargout==2
f2=计算平均值'，
end

提高运行速度

2.2 作图

曲线图
绘制曲线的最基本函数：
plot(x,y) ：x和y为长度相同的向量，分别用于存储x
坐标和y坐标数据。

plot(x1,y1,选项1,x2,y2, 选项2,…,xn,yn,选项n) ：多
组折线

plot3(x1,y1,z1,选项1,…,xn,yn,zn,选项n) ：空间曲线fplot(‘fun’,[a,b])：绘制fun在区间[a,b]上的图形fun可以是函数或表达式用plot函数的程序如下：

x=0:pi/100:2*pi;
y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);
plot(x,y,'r*') %分别以x,y对应的元素为横、纵坐标绘制曲线。

图形导出方法：

1、File->Save->图形文件

2、Edit->Copy figure->粘贴到指定文件
在0≤X≤2区间内，绘制曲线y=2e-0.5xsin(2πx)或者用fplot函数：fplot(@(x)2exp(-0.5x)sin(2pix),[0,2pi],‘gd’)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lugzsagD-1685846200209)(2023-06-04-10-26-47.png)]

绘制三维参数曲线

t=0:pi/50:2*pi;
x=8*cos(t);y=4*sqrt(2)*sin(t);
z=-4*sqrt(2)*sin(t);
plot3(x,y,z,'p')

例：在一个窗口中同时绘制正弦、余弦等曲线。

x=linspace(0,2*pi,60);
y=sin(x);z=cos(x);
subplot(2,2,1); %选择2×2区中的1号区
plot(x,y); title('sin(x)'); axis ([0,2*pi,-1,1]); 
subplot(2,1,2); %选择2×1区中的2号区
plot(x,z, '*'); title('cos(x)'); axis ([0,2*pi,-1,1]); 
x=linspace(-2,2,60);
y=x.^3; 
subplot(2,2,2); %选择2×2区中的2号区
plot(x,y); title('x^3'); axis ([-2,2,-4,4]);

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