一、执行MATLAB命令
MATLAB是一种解释型的环境,也就是说,只要你给MATLAB一个命令,它就会马上开始执行。
在">>" 命令提示符下键入一个有效的表达,例如:
5 + 5
然后按回车键,MATLAB就会执行此命令并返回结果:
ans = 10
二、MATLAB变量
在程序中会经常定义一些变量来保存和处理数据,从本质上看,变量代表了一段可操作的内存,也可认为变量是内存的符号化表示。当程序需要使用内存时,可以定义某种类型的变量。此时编译器根据变量的数据类型分配一定大小的空间内存,程序就可以通过变量名来访问对应的内存了。
1、变量的命名
每个MATLAB变量可以是数组或者矩阵。在MATLAB中,变量不需要预先声明就可以进行赋值。变量的命名遵循以下规则:
(1)变量名和函数名对字母的大小写敏感,因此x和X是两个不同的变量;sin是MATLAB定义的正弦函数,而SIN不是。
(2)变量名必须以字母开头,其后可以是任意字母或者下划线,但是不能有空格、中文、或者标点,例如_xy, a.b都不合法,而className_x,是一个合法的变量名。
(3)不能使用MATLAB的关键字作为变量名,避免使用函数名作为变量名,如果变量名采用函数名,则该函数失效,例如设置变量名为“if”、“end”等。
(4)变量名最对可以包含63个字符,从第64个字符开始之后的字符将被忽略,为了程序的可读性及维护方便,变量名一般代表一定的含义。
MATLAB中还可通过isvarname函数,可以验证用户指定的变量名是否合法,返回1表示合法,返回0表示不合法。
2、特殊变量和常量
MATLAB支持以下特殊变量和常量:
Name | Meaning |
---|---|
ans | 默认的变量名,以应答最近依次操作运算结果 |
eps | 浮点数的相对误差 |
i,j | 虚数单位,定义为 i2 = j2 = -1 |
Inf | 代表无穷大 |
NaN | 代表不定值(不是数字) |
pi | 圆周率 |
3、注意事项
(1)在使用变量之前,必须进行赋值。
(2)当系统接收到一个变量之后,这个变量可以被引用。例如:
x = 7 * 8;
y = x * 7.89
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
y =
441.8400
(3)当表达式返回一个结果,不分配给任何变量,系统分配给一个变量命名ans,以后可以继续使用。例如:
sqrt(78)
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
ans =
8.8318
变量 ans 可以被继续使用:
9876/ans
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
ans =
1.1182e+03
(3)MATLAB可以多个赋值,多个任务可以在同一行。例如:
a = 2; b = 7; c = a * b
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
c =
14
4、创建向量和矩阵
(1)创建向量
向量是一维数组中的数字。MATLAB允许创建两种类型的矢量:
- 行向量
- 列向量
创建行向量括在方括号中的元素的集合,用空格或逗号分隔的元素。例如:
r = [7 8 9 10 11]
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
r =
7 8 9 10 11
创建列向量通过内附组方括号中的元素,使用分号(;)分隔的元素。例如:
c = [7; 8; 9; 10; 11]
MATLAB将执行上面的语句,并返回以下结果:
c =
7
8
9
10
11
(2)创建矩阵
矩阵是一个二维数字阵列。在MATLAB中,创建一个矩阵每行输入空格或逗号分隔的元素序列,最后一排被划定一个分号。例如,下面创建了一个的矩阵:
m = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
MATLAB执行上述语句,并返回以下结果:
m =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
三、MATLAB常用符号
1、MATLAB分号(;)使用
MATLAB中分号(;)表示语句结束;但是,如果想要抑制和隐藏MATLAB输出表达,可在表达式后添加一个分号。例如:
x = 3;
y = x + 5
MATLAB执行上述语句,并返回以下结果:
y = 8
2、MATLAB添加注释
x = 9 % assign the value 9 to x
也可以写注释,使用一块块注释操作符%{%}。
MATLAB编辑器包括工具和上下文菜单项,来帮助添加,删除或更改注释的格式。
四、MATLAB命令
1、MATLAB管理会话的命令
MATLAB提供管理会话的各种命令。如下表所示:
命令 | 目的/作用 |
---|---|
clc | 清除命令窗口。 |
clear | 从内存中删除变量。 |
exist | 检查存在的文件或变量。 |
global | 声明变量为全局。 |
help | 搜索帮助主题。 |
lookfor | 搜索帮助关键字条目。 |
quit | 停止MATLAB。 |
who | 列出当前变量。 |
whos | 列出当前变量(长显示)。 |
2、MATLAB的系统命令
使用MATLAB的时候有一些系统命令可以方便我们的操作,如在当前的工作区中可以使用系统命令保存为一个文件、加载文件、显示日期、列出目录中的文件和显示当前目录等。下表列举了一些MATLAB常用的系统相关的命令:
命令 | 目的/作用 |
---|---|
cd | 改变当前目录。 |
date | 显示当前日期。 |
delete | 删除一个文件。 |
diary | 日记文件记录开/关切换。 |
dir | 列出当前目录中的所有文件。 |
load | 负载工作区从一个文件中的变量。 |
path | 显示搜索路径。 |
pwd | 显示当前目录。 |
save | 保存在一个文件中的工作区变量。 |
type | 显示一个文件的内容。 |
what | 列出所有MATLAB文件在当前目录中。 |
wklread | 读取.wk1电子表格文件。 |
3、MATLAB输入和输出命令
命令 | 作用/目的 |
---|---|
disp | 显示一个数组或字符串的内容。 |
fscanf | 阅读从文件格式的数据。 |
format | 控制屏幕显示的格式。 |
fprintf | 执行格式化写入到屏幕或文件。 |
input | 显示提示并等待输入。 |
; | 禁止显示网版印刷 |
格式代码 | 目的/作用 |
---|---|
%s | 输出字符串 |
%d | 输出整数 |
%f | 输出浮点数 |
%e | 显示科学计数法形式 |
%g | %f 和%e 的结合,根据数据选择适当的显示方式 |
Format函数 | 最多可显示 |
---|---|
format short | 四位十进制数(默认) |
format long | 15位定点表示 |
format short e | 五位浮点表示 |
format long e | 15位浮点表示 |
format bank | 两个十进制数字 |
format + | 正,负或零 |
format rat | 有理数近似 |
format compact | 变量之间没有空行 |
format loose | 变量之间有空行 |
4、MATLAB向量,矩阵和阵列命令
命令 | 作用/目的 |
---|---|
cat | 连接数组 |
find | 查找非零元素的索引 |
length | 计算元素数量 |
linspace | 创建间隔向量 |
logspace | 创建对数间隔向量 |
max | 返回最大元素 |
min | 返回最小元素 |
prod | 计算数组元素的连乘积 |
reshape | 重新调整矩阵的行数、列数、维数 |
size | 计算数组大小 |
sort | 排序每个列 |
sum | 每列相加 |
eye | 创建一个单位矩阵 |
ones | 生成全1矩阵 |
zeros | 生成零矩阵 |
cross | 计算矩阵交叉乘积 |
dot | 计算矩阵点积 |
det | 计算数组的行列式 |
inv | 计算矩阵的逆 |
pinv | 计算矩阵的伪逆 |
rank | 计算矩阵的秩 |
rref | 将矩阵化成行最简形 |
cell | 创建单元数组 |
celldisp | 显示单元数组 |
cellplot | 显示单元数组的图形表示 |
num2cell | 将数值阵列转化为异质阵列 |
deal | 匹配输入和输出列表 |
iscell | 判断是否为元胞类型 |
5、MATLAB绘图命令
命令 | 作用/目的 |
---|---|
axis | 人功选择坐标轴尺寸 |
fplot | 智能绘图功能 |
grid | 显示网格线 |
plot | 生成XY图 |
打印或绘图到文件 | |
title | 把文字置于顶部 |
xlabel | 将文本标签添加到x轴 |
ylabel | 将文本标签添加到y轴 |
axes | 创建轴对象 |
close | 关闭当前的绘图 |
close all | 关闭所有绘图 |
figure | 打开一个新的图形窗口 |
gtext | 通过鼠标在指定位置放注文 |
hold | 保持当前图形 |
legend | 鼠标放置图例 |
refresh | 重新绘制当前图形窗口 |
set | 指定对象的属性,如轴 |
subplot | 在子窗口中创建图 |
text | 在图上做标记 |
bar | 创建条形图 |
loglog | 创建双对数图 |
polar | 创建极坐标图像 |
semilogx | 创建半对数图(对数横坐标) |
semilogy | 创建半对数图(对数纵坐标) |
stairs | 创建阶梯图 |
stem | 创建针状图 |
五、MATLAB M-Files
我们一直强调MATLAB是一个功能强大的编程语言及交互式计算环境,之前学习的内容中,我们学会了在 MATLAB 命令提示符下输入命令,而且我们主要是把MATLAB环境作为一个计算器使用。其实,MATLAB 还允许写入到一个文件中的一系列命令和执行文件完整的单元,就好比是写一个函数,然后调用它。在开始接下来的学习内容前,我们要先了解在 MATLAB 中的 M 文件有两种类型,详细内容请往下看:
1、MATLAB的 M 文件
MATLAB允许写两个程序文件:
(1)脚本 - 脚本文件 .m 扩展程序文件。在这些文件中写的一系列命令,想一起执行。脚本不接受输入和不返回任何输出。他们在工作区中的数据操作。
(2)函数 - 函数文件 .m 扩展程序文件。函数可以接受输入和返回输出。内部变量是本地的函数。
注意:.m文件不一定要使用MATLAB编辑器创建,其他任何的文本编辑器也是可以的。MATLAB命令和函数调用的脚本文件包含多个连续的行。可以运行一个脚本,在命令行中键入其名称。
2、MATLAB创建并运行脚本文件
创建脚本文件,需要使用文本编辑器。可以打开 MATLAB 编辑器,可使用两个方法:
(1)使用命令提示符
(2)使用IDE
如果是在命令提示符下使用命令提示符下,键入编辑。这将打开编辑器。可以直接键入编辑,然后在文件名( .m 扩展程序文件名)
edit
Or
edit <filename>
上面的命令将在默认情况下,MATLAB 目录中创建文件。如果想存储在一个特定的文件夹中的所有程序文件,那么一定要提供整个路径。让我们创建一个文件夹名为 progs。在命令提示符处键入以下命令(>>):
mkdir progs % create directory progs under default directory
chdir progs % changing the current directory to progs
edit prog1.m % creating an m file named prog1.m
如果首次创建的文件,MATLAB 会提示您进行确认。单击“Yes”。
另外,如果使用的是IDE,选择 NEW -> Script。这也打开编辑器,并创建一个文件名为命名。输入代码后可以命名并保存文件。
在编辑器中输入下面的代码:
NoOfStudents = 6000;
TeachingStaff = 150;
NonTeachingStaff = 20;
Total = NoOfStudents + TeachingStaff ...
+ NonTeachingStaff;
disp(Total);
创建和保存文件后,可以运行在两个方面:
- 编辑器窗口中单击“Run”按钮
- 只要在命令提示符下键入文件名(不含扩展名):>> prog1
命令窗口提示显示的结果是:
6170