四．MATLAB基础——画图
1. 标题：title('ploy of x and y');
坐标轴：xlabel('x');ylabel('y');
打开网格：grid on;
2.联合作图：plot(x,y1,x,y2);
3. MATLAB 允许程序员选择轨迹的颜色,轨迹的形式,和符号的类型.在 X,Y 向量参数后带有这些属性的字符串的 plot 函数,可以选择这些细节.这些属性字符串包括三个方面,第一方面指定轨迹的颜色,第二方面指定符号的类型,第三方面指定线的类型.
| 颜色 |
标记（符号）类型 |
线型标记类型 |
|||
| y |
黄色 |
. |
点 |
- |
实线 |
| m |
品红色 |
o |
圈 |
: |
点线 |
| c |
青绿色 |
x |
×号 |
-. |
画点线 |
| r |
红色 |
s |
正方形 |
-- |
虚线 |
| g |
绿色 |
d |
菱形 |
<none> |
无 |
| b |
蓝色 |
v |
倒三角 |
||
| w |
白色 |
^ |
正三角 |
||
| k |
黑色 |
>、< |
三角(向右)、 (向左) |
|
|
|
|
|
p |
五角星 |
|
|
|
|
|
h |
六线形 |
|
|
4.使用legend制作图例：legend('f(x)','d/dx f(x)')
legend('string1','string2',...,pos)，其中 string1,string2 等等是与轨迹标签名，而 pos 是一个整数，用来指定图例的位置：
| 0 |
‘Best’ |
自动寻找最佳位置，至少不与数据冲突 |
| 1 |
‘NorthEast’ |
在图象的右上角 |
| 2 |
‘NorthWest’ |
在图象的左上角 |
| 3 |
‘SouthWest’ |
在图象的左下角 |
| 4 |
‘SouthEast’ |
在图象的右下角 |
| -1 |
'NorthEastOutside' |
在图象的右边 |
5. 打印数据既可以用对数尺度，也可以用线性尺度。在 x,y 轴上使用这两种尺度的一种或两种可以组合形成 4 种不同的坐标系。每一种组合者有一个特定的函数。
1.plot 函数的 x,y 均用线性尺度
2.semilog 函数 x 轴用对数尺度， y 轴将用线性尺度
3.semiloge 函数 x 轴用线性尺度， y 轴用对数尺度
4.loglog 函数两坐标轴将会都用对数尺度。
这四个函数在意义上是等价的，只是坐标轴的类型不同。
6.控制画图的上下限：
| v=axis |
返回一个 4 元素行向量[xmin xmax ymin ymax]，其中 xmin xmax ymin ymax 代表 x， y 轴的上下限 |
| axis([xmin xmax ymin ymax]) |
xmin xmax 设定横轴的下限及上限， ymin ymax 设定纵轴的下限及上限 |
| axis equal |
将横轴纵轴的尺度比例设成相同值 |
| axis square |
横轴及纵轴比例是 1:1 |
| axis normal |
以预设值画纵轴及横轴 |
| axis off |
将纵轴及横轴取消 |
| axis on |
打开所有的轴标签，核对符号，背景(默认情形) |
7.同一坐标系画多个图像：
当 hold on 命令执行后，所有的新的图象都会叠加在原来存在的图象。 hold off 命令可恢复默认情况，用新的图象来替代原来的图象。
8.创建多个图像：
“figure(n)”， 其中 n 代表图象数。当这个函数被执行后，图 n 将会变为当前图象，执行所有的画图命令。gcf 函数用于当于返回当前图象数。当你需要知道当前图象数时，你就把这个函数写入M 文件中。
figure(1);
x=x:0.05:2;
y1=exp(x);
plot(x,y1);
figure(2);
y2=exp(-x);
plot(x,y2);
9.子图像：
subplot(m,n,p)，这个命令在当前图象窗口创建了 m×n 个子图象，按 m 行， n 列排列，并选择子图象 p来接受当前所有画图命令。
figure(1);
subplot(2,1,1);
x=x:0.05:2;
y1=exp(x);
plot(x,y1);
title('subplot1');
subplot(2,1,2);
y2=exp(-x);
plot(x,y2);
title('subplot2');
10.对画线的增强控制：
LineWidth：用来指定线的宽度
MarkerEdgeColor：用来指定标识表面的颜色
MarkerFaceColor：填充标识的颜色
MarkerSize：指定标识的大小
11.文本字符串的高级控制：
\bf 黑体
\it 斜体
\rm 恢复正常字体
\fontname 字体的名字
\fontsize 字体的大小
_{xxx} xxx 做为某字符的上标
^{xxx} xxx 做为某字符的下标
如果一个 modifier 后在跟着一个{}，只有{}中的文本起作用。如果要打印转义符\， {， }， _，或^就必须在前面加上一个反斜杠。
12.极坐标图像polar：
g=0.5;
theta=0:pi/20:2*pi;
func=2*g*(1+cos(theta));
polar(theta,func);
五．MATLAB基础——分支语句
1.关系运算符：
| = |
等于 |
| ~= |
不等于 |
| > |
大于 |
| >= |
大于等于 |
| < |
小于 |
| <= |
小于等于 |
2.round off错误：
用这两个运算符比较两个字符串他是安全的， 不会出现错误。但对两个数字数据的比较，将可能产生异想不到的错误。两个理论上相等的数不能有一丝一毫的差别，而在计算机计算的过程中出现了近似的现象，从而可能在判断相等与不相等的过程中产生错误，这种错误叫做 round off 错误。我们可以通过检测两数之间在一定的范围内是不是近似相等， 在这个精确范围内可能会产生 round off 错误。例如测试
>> abs(a - b) < 1.0E-14
ans =1
将会产生正确的结果，不管在 a 与 b 的计算中产不产生的 round off 错误。
3.逻辑运算符：
| & |
与 |
| | |
或 |
| xor |
与或 |
| ~ |
非 |
4.逻辑函数：
| ischar(a) |
a是字符数组 |
1 |
| isempty(a) |
a是空数组 |
1 |
| isinf(a) |
a是无穷大 |
1 |
| isnan(a) |
a不是一个数 |
1 |
| isnumeric(a) |
a是一个数值数组 |
1 |
5.if结构：
if …
… …
elseif …
… …
else
… …
end
利用分支语句，求解一元二次方程：
disp('this program solves for the roots of a quadratic');
a=input('A=');
b=input('B=');
c=input('C=');
derta=b^2-4*a*c;
if derta>0
x1=(-b+sqrt(derta))/(2*a);
x2=(-b-sqrt(derta))/(2*a);
fprintf('x1=%f,x2=%f\n',x1,x2);
elseif derta==0
x1=-b/(2*a);
fprintf('x1=x2=%f\n',x1);
else
shibu=-b/(2*a);
xubu=sqrt(abs(derta))/(2*a);
fprintf('x1=%f+%fi,x2=%f-%fi\n',shibu,xubu,shibu,xubu);
end
6.switch结构：
switch 结构是另一种形式的选择结构。程序员可以根据一个单精度整形数，字符或逻辑
表达式的值来选择执行特定的代码语句块。
value=input('your number:');
switch(value)
case{1,3,5,7,9},
disp('odd');
case{2,4,6,8},
disp('even');
case 10,
disp('ten');
otherwise,
disp('out of range.')
end
7.try/catch结构：
如果一个错误发生在这个结构的 try 语句块中，那么程序将会执行 catch 语句块，程序
将不会中断。它将帮助程序员控制程序中的错误，而不用使程序中断。
六．循环结构
1.while：
while …
… …
end
2.for:
for ii=1:2:10
for ii=[1 2 3]
for ii=[1 2 3;4 5 6]——(ii=[1;4],[2;5],[3;6])
3.那种既可以用向量可以解决的问题，也可以用循环解决的问题，最好用向量解决，这是因为向量执行的速度快。
tic;
s1=[];
for i=1:10000
s1(i)=i^2;
end
toc
tic;
s2=zeros(1,10000);
for i=1:10000
s2(i)=i^2;
end
toc
tic;
s3=[];
for i=1:10000
s3=i.^2;
end
toc
4. break 语句可以中止循环的执行和跳到 end 后面的第一句执行，而 continue 只中止本次循环，然后返回循环的顶部。
七．自定义函数
1. 在一个函数中的初始注释行有特定的目的。在 function 语句的第一个行注释被称为 H1注释行。它应当是对本函数功能的总结。这一行的重要性在于，通过 lookfor 命令它能被搜索到并显示出来。从 H1 注释行到第一个空行或第一个可执行性语句可以通过 help 命令或帮助窗口搜索到。它们则应包含如何使用这个函数的简单总结。
2.调用一个函数时，将实参复制生成副本，对副本进行操作，不会影响原实参的数值。
3.排序：内置于 MATLAB 的 sort 和 sortrows 函数是非常高效的，在实际工作中我们应当应用这些函数。
4.选择性参数：支持多个输入，多个输出
function [mag,angle]=polar_value(x,y)
%将直角坐标(x,y)转化为相应的极坐标
%若输入参数只有一个，则该函数假设y=0
%若输出参数只有一个，则只返回模
msg=nargchk(1,2,nargin);
%若被调用时，参数个数不在[1,2]则返回错误信息
error(msg);
if nargin<2
y=0;
end
%输入参数只有一个，假设y=0
if x==0 & y==0
msg='Both x and y is zero:angle is meaningless.';
warning(msg);
end
%x=0,y=0,极坐标的角度没有意义
mag=sqrt(x.^2+y.^2);
if nargout==2
angle=atan2(y,x)*180/pi;
end
%输出参数有两个，求出极坐标的角度值
5. MATLAB 函数与每一个参数或基本工作区通过全局内存交换数据。全局内存是指内存的一种特殊类型，它能够被所有的工作区访问。如果一个变量在函数中被声明全局变量，那么它将占用的是全局内存，而不是本地工作区。如果相同的变量在另一个函数中被声明为全局变量，那么这个变量所占有内存区域就是第一个函数中的相同变量。声明有全局变量的脚本文件或函数将有办法访问相同的值， 所以全局变量为函数之间分享数据提供了一个方法。global v1,v2,v3…
6.简单的随机数发生器：
ni+1 = mod(8121ni + 28411, 134456)
假设 ni 为非负整数，那么由于求余函数的关系， ni+1 只能在 0 到 13445 之间的整数中进行取值。 重复以上过程， 得到的结果永远是在区间[0, 134455]中。 如果我们事先不知道 8121，28411 和 134456 这三个数你很可能猜测这个顺序是由 n 值产生的。进一步说，它说明，所有在 0 到 13445 之间的整数出现的次序是等可能性。
seed.m:
function seed(new_seed)
global ISEED
msg=nargchk(1,1,nargin);
error(msg);
new_seed=round(new_seed);
ISEED=abs(new_seed);
random.m:
function ran=random0(n,m)
global ISEED
msg=nargchk(1,2,nargin);
error(msg);
if nargin<2
m=n;
end
ran=zeros(n,m);
for ii=1:n
for jj=1:m
ISEED=mod(8121*ISEED+28411,134456);
ran(ii,jj)=ISEED/134456;
end
end
>> arr=random0(1,20000);
>> mean(arr)
ans =
0.5019
>> std(arr)
ans =
0.2881
>> hist(arr,10);
>> title('\bfHistorygram of the output of random0');
>> xlabel('bin')
>> ylabel('count')
https://blog.csdn.net/qq_38237482/article/details/78608521
7.在两次函数调用之间有持久内存保存本地数据：persistent v1,v2,v3…
例.输入数据获取均值与方差
runstats.m:
function [avg,std]=runstats(x)
persistent n
persistent sum_x1
persistent sum_x2
msg=nargchk(1,1,nargin);
error(msg);
if x=='reset'
n=0;
sum_x1=0;
sum_x2=0;
else
n=n+1;
sum_x1=sum_x1+x;
sum_x2=sum_x2+x^2;
end
if n==0
avg=0;
std=0;
elseif n==1
avg=sum_x1;
std=0;
else
avg=sum_x1/n;
std=sqrt((n*sum_x2-sum_x1^2)/(n*(n-1)));
end
test_runstats:
[avg std]=runstats('reset');
nvals=input('enter number of values in data set:');
for ii=1:nvals
string=['enter value ',int2str(ii),':'];
x=input(string);
[avg std]=runstats(x);
fprintf('Average=%8.4f;Std dev=%8.4f\n',avg,std);
end
8.函数的函数：
fzero(‘func’,[a,b])确定函数在[a,b]何时为零，返回使函数为零的自变量的值。fzero('cos',[0 pi])
eval(string)求string表示的函数的值。x=eval(‘sin(pi/4)’)
feval(func,value)求函数在value下的结果。x=feval(‘sin’,pi/4)
| fminbnd |
求函数的极小值，这函数只有一个自变量 |
| fzero |
找出函数为 0 时的自变量的值 |
| quad |
积分quad(‘sin’,0,pi)=2 |
| ezplot |
简单易用的函数画图 |
| fplot |
通过函数名画出这个函数的图象fplot(sin) |
八．复数数据、字符数据和附加画图类型
1. 关系运算符>， <， <=或>=只比较复数的实部，而不是它们的模。如果你要用这些关系运算符对一复数进行运算，比较两复数的模将更加常见。
2. 许多的数函数都可以对复数进行运算。这些函数包括指数函数，对数函数，三角函数，还有平方根函数。函数 sin， cos， log， sqrt 等既能对复数数据进行运算，又能对实数据进行运算。
| conj(c) |
计算 c 的共轭复数。如果 c=a+bi，那么 conj(c)=a-bi。 |
| real(c) |
返回复数 c 的实部 |
| imag(c) |
返回复数 c 的虚部 |
| isreal(c) |
如果数组 c 中没有一个元素有虚部，函数 isreal(c)将返回 1。所以如果一个数组 c 是复数组成，那么~isreal(c)将返回 1。 |
| abs(c) |
返回复数 c 模 |
| angle(c) |
返回复数 c 的幅角，等价于 atan2(imag(c)， real(c)) |
3.虚数画图：
t=0:pi/20:4*pi;
y=exp(-0.2*t).*(cos(t)+i.*sin(t));
%(1)
% plot(t,y);
%(2)
% plot(t,real(y),'b-');
% hold on;
% plot(t,imag(y),'r-');
%(3)
plot(y,'b-');
% title('\bfPlot of Complex Function vs Time');
% xlabel('\bf\itt');
% ylabel('\bf\ity(t)');
% legend('real','imaginary');
%hold off;
4.double：字符->asci，char：ascii->字符
str='This is a test'
x=double(str)
y=char(x)
5.使用char创建二维字符数组，自动寻找最长的字符串，使用deblank去掉由于匹配最长字符串而多出的空格，blanks(n)创建由n个空格组成的字符串。
name=char('hello','whorldddddd')
line0=name(1,:)
line1=deblank(line0)
size(line0)
size(line1)
6.字符串连接：strcat水平拼接，删去字符串末尾的空格，strvcat垂直拼接，拼成二维字符串数组，自动补全末尾空格，与最长字符串对齐。
result=strcat('string 1 ','string2')
result=strvcat('Longstring1 ','string2')
7.字符串比较：MATLAB内建函数只能判断字符串是否等价，不能比较整个字符串的大小。
| strcmp |
判断两字符串是否等价，等价为1，不等价为0 |
| strcmpi |
忽略大小写判断两字符串是否等价 |
| strncmp(s1,s2,n) |
判断两字符串前 n 个字符是否等价 |
| strncmpi |
忽略大小写判断两字符串前 n 个字符是否等价 |
8.字符比较：利用 MATLAB 关系运算符对字符数组中的每一个元素进行检测，看是否相同，
但是我们要保证它们的维数是相同的， 或其中一个是标量。
str='Room 23a';
isletter(str)%alpha
isspace(str)
isstrprop(str,'alpha')%alpha
isstrprop(str,'alphanum')%number or alpha
isstrprop(str,'cntrl')%char(1:20)
isstrprop(str,'digit')%number
9.字符串操作：
| findstr(str,str2) |
返回str2在str1中所有的出现位置，从1开始 |
| strmatch(str,array) |
返回二维数组array开头为str的行号 |
| strrep(str1,str2,str3) |
找到str1中所有的str2，用str3替换 |
| strjust(str) |
以最长字符串长度，去掉末尾空格，右对齐 |
| [token,remainder]=strtok(str1,str2) |
返回str1中出现在str2之前的字符，给token，剩下的给remainder，可用其把句子转化为单词 |
| upper、lower |
|
| eval(str)、value=sscanf(string,format) |
字符串->数字 |
| int2str |
转化为整数字符串 |
| num2str(pi,n),num2str(pi,’%10.5e’) |
保留n位数字 |
| hex2num，hex2dec， bin2dec， dec2bin， base2dec |
|
| mat2str |
数组->字符串 |
| lenth(str) |
返回str大小 |
10.ndims(c):返回数组维数，size(c):返回每维数组大小
11.二维作图：
| bar(x, y) |
这个函数用于创建一个水平的条形图， x代表第一个 X 轴的取值， y 代表对应于 Y 的取值 |
| barh(x, y) |
这个函数用于创建一个竖直的条形图， x 代表第一个 X 轴的取值， y 代表对应于 Y 的取值 |
| compass(x, y) |
这个函数用于创建一个极坐标图，它的每一个值都用箭头表示，从原点指向（x， y），注意：（x， y）是直角坐标系中的坐标。 |
| pie(x) pie(x, explode) |
这个函数用来创建一个饼状图，x代表占总数的百分数。explode 用来判断是否还有剩余的百分数x=[1,2,3,4];explode=[1 0 0 0];pie(x,explode) |
| stairs(x, y) |
用来创建一个阶梯图，每一个阶梯的中心为点(x, y) |
| stem(x, y) |
这个函数可以创建一个针头图，它的取值为(x,y) |