MATLAB入门教程

入门

MATLAB的语句后面要加分号;表示结束语句。

MTALAB命令行窗口的显示格式

指令 说明 实例
format 默认格式 271.82
format short / format long 显示小数点后4位 / 14位 2718.2 / 2.746468468
format short e / format long e 显示小数点后4位 / 14,科学计数法表示 2.7183e+000 / 2.7182815286465e+000
format short g / format long g 在format short / format long中自动选择格式  ///  在format short e / format long e中自动选择格式  

常用的MATLAB控制命令

指令 说明
exit、quit 退出MTALAB会话框
format 数学格式
clc 清空当前的命令行窗体
dos \ unix 执行DOS、UNIX系统指令
cd 切换路径 或 显示当前路径
pwd 显示当前路径
dir、ls 显示当前路径下的文件
what 显示当前路径下的MATLAB文件
which 判断当前文件的所在路径
clear 清空
whos 查看当前所有变量的名;行列数;大小;类型;属性
class(A) 查看变量A的数据类型

help 变量名:能够查看帮助文档。

矩阵和数组

  我们先要知道几个基本概念

数组有序数据的集合,数组的每一个成员都属于同一种数据类型

向量:从编程上考虑,向量就是一维数组。但从数学上考虑,向量是 1xNNx1 的矩阵,行向量和列向量。MATLAB的基本运算单位就是矩阵和向量。

矩阵:矩阵就是矩阵,没得解释。

创建向量

创建行向量

逐个在[]中输入向量元素,创建向量的时候元素彼此之间可以使用空格或者逗号“,”作为间隔符。

x = [1 2 pi 5]    x = 1  3  3.14  5

利用运算符“:”创建向量

x = 1:10    x = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x = 0:0.1:1  x = 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

函数linspace(x1,x2,n)用来创建指定区间指定个数的函数,间隔为$\frac{x_1-x_2}{n-1}$

x = linspace(1,2,5)  1 1.25 1.5 1.75 2   

函数logspqce(x1,x2,n)被用来创建对数空间的向量,第一个元素为$10^{x_1}$,最后一个元素为$10^{x_2}$,n为向量元素个数。

x = logspace(1,3,5)  10 31.6 100 316 1000

创建列向量

直接在[]括号中输入即是列向量

A = [1;2;3;4;5;6]

转置的方法创建列向量

B = (1:6)'

$\begin{matrix}
1\\ 
2\\ 
3\\ 
4\\ 
5\\ 
6
\end{matrix}$

创建矩阵

矩阵行与行之间需要使用分号“;”间隔。矩阵一行元素之间使用逗号“,”或者空格“ ”间隔。

直接输入法

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

B = [1:3;4:6;7:9]

$\begin{matrix}
1&2&3\\
4&5&6\\
7&8&9
\end{matrix}$

索引

MATLAB数组或矩阵的索引都是从1开始的,并且可以索引最后一个元素,MATLAB的步长放在中间,矩阵的数数是“”的数的,Python是从零开始数的,而且矩阵是从“横”的数的。

访问第三个元素:

A(3)

访问向量第一、第三、第五个元素:

A([1 3 7])

访问向量第一、第三、第五个元素:

A([1:2:5])

访问最后四个元素:

A([end-3:end])

重复访问向量中的元素:

A([1:5,5:-1:1])

访问向量元素中的结果是创建新的向量,对向量中超过最后值索引的数据赋值,会把之前没有的值都填上。

使用索引访问矩阵元素的方法

矩阵元素的访问 说明
A(i,j) 第i行第j列
A(I,J) 访问由向量I和J指定的矩阵A中的元素
A(i,:) 访问第i行的所有元素
A(:,j) 访问第j列的所有元素
A(:) 访问矩阵A中的所有元素
A(N) 访问第N个元素

[]是创建,()是索引。索引中的分隔符是引号“:”

MATLAB的矩阵生成函数

函数 说明
zeros 产生元素全为0的矩阵
ones 产生元素全为1的矩阵
eye 产生单位矩阵
rand 产生均匀分布的随机矩阵,数字范围(0,1)
randn 产生均值为0,反差为1的正态分布随机矩阵
diag 获得矩阵的对角线元素,也可生成对角矩阵
magic 产生幻方阵,该方阵的行元素之和与列元素之和都相等

矩阵的基本运算

运算命令 说明 运算命令 说明
A' 转置 rank 求矩阵的秩
A^n 求冥 eig 求矩阵的特征向量
A*B 矩阵乘法 norm 求矩阵的范数
A/B 矩阵右除 A\B 矩阵左除
inv 求逆,注意不是所有的矩阵都有逆矩阵    

基本数学函数和圆整和求余函数

函数 说明 函数 说明
exp 指数函数 sqrt 平方根函数
fix 向0取整 rem(i,j) i对j求余
floor 向$-\infty $取整 ceil 向$+\infty $取整
round 向最近的整数取整 mod(i,j) i对j取模

矩阵或数组的常用操作

函数 说明 函数 说明
size 获取矩阵的行列数 numel 获取矩阵的元素个数
disp 显示矩阵或者字符串的内容 cat 合并不同的矩阵或数组
reshape 修改矩阵的行数和列数    

数组拼接

例如:$a=\begin{pmatrix}1 & 2 & 3\\ 4 & 5 & 6\\ 7 & 8 & 9\end{pmatrix}$,$b=\begin{pmatrix}1 & 1 & 1\\ 2 & 2 & 2\\ 3 & 3 & 3\end{pmatrix}$。

横向拼接:c=[a,b]或 c=[a b]

$$c=\begin{pmatrix}1&2&3&1&1&1\\4&5&6&2&2&2\\7&8&9&3&3&3\\\end{pmatrix}$$

纵向拼接:c=[a;b]

$$c=\begin{pmatrix}1&2&3\\4&5&6\\7&8&9\\1&1&1\\2&2&2\\3&3&3\end{pmatrix}$$

稀疏矩阵

多维数组

数据类型

数据类型 说明
double 双精度数据类型
single 单精度数据类型
unit8 / unit16 / unit32 / unit64 无符号*位整数
int8 / int16 / int32 / int64 有符号*位整数

空数组

创建空数组的几种方法:

A = []

B = ones(2,3,0)

C = randn(2,3,4,0)

~=不等于

==等于

&|~与或非

字符串 char

字符串使用[]进行拼接的时候,若使用逗号“,”作为不同字符串之间的分隔符,相当于扩充字符串;若使用分号“;”作为不同字符串之间的分隔符,相当于扩展字符串成为二维三维...

常用的字符串操作函数

函数 说明
char 创建字符串;将数值转变成字符串
blanks 创建空白的字符串
deblank 将字符串尾部的空格删除
ischar 判断变量是否为字符类型
strcmp 比较字符串是否一致
upper / lower 将字符串的字符转成大写 / 后者相反
num2str / int2str 数字转变成字符串 / 整数变成字符串

格式化字符

字符串 说明 字符串 说明
%c 显示单一的字符 %e 科学计数
%d 整数 %s 字符串
%f 浮点数据 %o 八进制
%u 无符号整数 %x 十六进制

获取用户输入

A = input(prompt);  # A的类型为数字

A = input(prompt,'s');  # A的类型为字符串

格式化输出

s = sprintf(format,A)

元胞数组

组成元胞数组的元素可以是任意一种数据类型

A = {zero(2,2,2),'hello';17.35,1:100}

$$A= \begin{matrix}
[2x2x2 double] & 'hello'\\
[17.35000] & [1x100 double]
\end{matrix}$$

可以用cell来创建元胞数组,用花括号来索引“{}”

MATLAB软件基本知识

代码分块运行

matlab程序中,有时候会看到两个百分号一起:%%,且当光标在这一部分时,颜色会不一样。比如:

因为%%在matlab代码中的作用是将代码分块,上下两个%%之间的部分作为一块,在运行代码的时候可以分块运行,查看每一块代码的运行情况。常用于调试程序。

分块运行的方法有两种:

第一种,将光标放置在要运行的那一块中,然后在工具栏中选择运行节,英文为Run Section

第二种,将光标放置在要运行的那一块中,直接按CTRL+ENTER也可以实现分块运行

使用案例:

比如你想在本文第一张图中代码绘制的figure中加一个图例,可能你要重新运行整个代码,但分块运行你只要加上图例代码后,按下CTRL+ENTER

就实现了分块代码的运行了

另外在有时候需要逐步向别人展示代码运行的结果,用%%分块以后拆开运行,也是很好的选择。或有两个方法进行比较,也可以写在一个文件中分块运行。

但要注意前后变量的承接,变动关系等等。

代码自动补全:在输入代码的时候只需要输入一部分,然后按 Tab键,就可以看到matlab的自动提示。

代码自动调正格式:当需要对全局进行自动调整时只需Crtl+A全选后,再按Ctrl+i 即可自动排版。

 disp()  打印