第一章 MATLAB 入门 1书写约定：表示本行字符为指令窗口输入的指令，本身不是输入字符。 %后面书写的是用于解释的文字，不参与运算，所以也不必输入。第一章 MATLAB 入门本章学习 MATLAB 一些入 门知识。包括 MATLAB 桌面和窗口；MATLAB 指令格式、数据格式、数据文件和变量管理； MATLAB 的数值数组及其运算；MATLAB 的字符串、元胞和结构等数据类型等。表 1.1 第一章主要 MATLAB 指令主题词 意义 主题词 意义format 设置数据显示格式 min 最小值who 显示变量名 max 最大值whos 显示变量信息 all 检验是否全为“真”clear 清除变量 any 检验是否存在“真”save 保存变量 find 求取“真”的编址load 装载变量 double 按 ASCII 码转化为数值linspace 区间等分 char 按 ASCII 码转化为字符length 数组长度 str2num 字符串转化为数值size 数组尺寸 num2str 数值转化为字符串reshape 重排数组 eval 执行表达式sum 求和 struct2cell 结构转化为元胞prod 求积 cell2struct 元胞转化为结构abs 求绝对值1.1 MATLAB 桌面启动 MATLAB 后，就进入 MATLAB 的桌面(Desktop), 图 1.1 为 MATLAB7.0 的默认(Default) 桌面。第一行为菜单栏，第二行为工具栏，下面是三个最常用的窗口。右边最大的是指令窗口(Command Window), 左上方前台为工作空间 (Workspace)，后台为当前目录(Current Directory), 左下方为指令历史 (Command History)。左下角还有一个开始(Start) 按钮, 用于快速起动演示(Demos) 、帮助 (Help)、设置(Preferences) 和桌面工具(Desktop Tools)等。1 窗口(1) 指令窗口(Command Window)该窗口是进行 MATLAB 操作最主要的窗口。 窗口中为指令输入提示符，其后输入运算指令，按回车(Enter)键就可执行运算，并显示运算结果 (图形除外 )。第一章 MATLAB 入门2例如, a=1;b=2;c=a+b %键入后，按回车 (Enter)键c =3图 1.1 MATLAB7.0 的默认桌面(Desktop)(2) 工作空间(Workspace)在默认(Default)桌面，位于左上方窗口前台，列出内存中 MATLAB 工作空间的所有变量的变量名(Name) 、值(Value) 、尺寸 (Size)、字节数(Bytes)和类型（Class） 。经过上述运算，我们可以在工作空间看到变量 a, b, c 的信息。用鼠标选中变量，击右键可以进行打开(Open Selection)、保存(Save as) 、清除 (Delete)、修改（Edit Value）等操作。(3) 当前目录(Current Directory)在默认(Default)桌面，位于左上方窗口后台，用鼠标点击可以切换到前台。该窗口列出当前目录的程序文件(.m)和数据文件(.mat) 等。用鼠标选中文件( 如果有的话)，击右键可以进行打开(Open)、运行(Run)、删除(Delete)等操作。(4) 指令历史(Command History)该窗口列出在指令窗口执行过的 MATLAB 指令行的历史记录。用鼠标选中指令行，击右键可以进行复制(Copy)、执行 (Evaluate selection)、删除(Delete selection)等操作。第一章 MATLAB 入门 3除上述窗口外，MATLAB 常用窗口还有编程器窗口，图形窗口等。我们将在第二章介绍。2菜单和工具栏菜单和工具栏类同于 Word 等其它常用软件。不同窗口的菜单和工具栏略有不同。表1.2 列出部分常用菜单和工具栏。表 1.2 MATLAB7.0 部分菜单和工具栏菜单工具 使用说明File: New: M-file 用于新建 M-文件等File: Import data 导入数据 Mat 文件等File: Save workspace as 将工作空间所有变量和数据保存为数据 Mat 文件File: Set path 设置 MATLAB 文件搜索路径File: Preference 设置 MATLAB 选项，如数据显示格式，字体等Desktop: DockUndock 在组合窗口分离窗口之间切换Desktop: Desktop Layout 窗口布局选择，一般都使用默认(Default)Current Directory 按钮 设置 MATLAB 当前工作目录1.2 数据和变量1. 表达式在指令窗口(Command Window)作一些简单的计算, 就如同使用一个功能强大的计算器，使用变量无须预先定义类型。例 1.1 设球半径为 r=2, 求球的体积 V= 。34r解 在指令窗口执行 r=2 %表达式将 2 赋予变量 r r= %系统返回 r 的值2V=4/3*pi*r3 %pi 为内置常量, 乘方用 表示V = 33.5103 几个表达式可以写在一行, 用分号(;)或逗号(, )分割，用分号(;)使该表达式运算结果不显示，用逗号(, )则显示结果。也可以将一个长表达式分在几行写，用三点 (.)续行。r=2;V=4/3*pi*r3 V = %用分号时 r 的结果不显示33.5103r=2,V=4/3*pi. % 用三点(.)续行第一章 MATLAB 入门4*r3 % 因为是接续上一行，前面没有提示符 r = % 用逗号时 r 的结果显示出来2V =33.5103若需要修改已执行过的指令行，可以在指令历史(Command History)找到该指令行复制，再粘贴至指令窗口修改。也可直接使用键调出已执行过的指令行修改。例如，现将半径改为 8，那么使用上述方法得 r=8; %更新 rV=4/3*pi*r3 %用键直接调出。因为 V 的值依赖于 r, 所以 V 的表达式要重新运行V =2.1447e+0032数据显示格式MATLAB 默认的数据显示格式为短格式 (Short)：当结果为整数，就作为整数显示；当结果是实数，以小数点后 4 位的长度显示。若结果的有效数字超出一定范围，以科学计数法显示（如 3.2000e-006 表示 3.2106 ） 。数据显示格式可使用指令 format 改变。例如 format long; V %长格式(long)，16 位V =2.144660584850632e+003 format short g; V %短紧缩格式(short g) ，习惯书写格式V =2144.7 format rational; V %有理格式，近似分数V =120101/56 format ;V %恢复默认的短格式(Short)，本例等价于 short eV =2.1447e+003数据显示格式也可通过菜单 File: Preference: Command: Numeric format 改变。需要指出的是，显示格式的改变不会影响数据的实际值，所以不会影响计数精度。Matlab 计数精度约为16 位有效数字。3复数MATLAB 中复数可以如同实数一样，直接输入和计算。例如 a=1+2i; b=5-4*i; c=a/b第一章 MATLAB 入门 5c =-0.0732 + 0.3415i4预定义变量 MATLAB 有一些预定义变量 (见表 1.3, 大小写均可) ，MATLAB 启动时就已赋值，可以直接使用，如前面我们使用过的圆周率 pi 和虚数单位 i。表 1.3 预定义变量变量名 说明i 或 j 虚数单位 1pi 圆周率 = 3.1415eps 浮点数识别精度 2(-52)=2.220410 16, 计算机会认为 1+0.5*eps 与 1 相等realmin 最小正实数 2(2-210)=2.225110308 ，小于该值当作 0realmax 最大正实数 2(210)=1.797710308，大于等于该值当作无穷大Inf 无穷大NaN 没有意义的数预定义变量在工作空间(Workspace)观察不到。如果预定义变量被用户重新赋值，则原来的功能暂不能使用。当这些用户变量被清除(clear)或 MATLAB 重新启动后，这些功能又得以恢复。5 用户变量MATLAB 变量名总以字母开头，以字母、数字或下划线组成，区分大小写，有效字符长度为 63 个。如 A, a, a1, a_b 都是合法的，且 a 与 A 表示不同变量，但 1a，a-b 都是不合法的变量名。在 Command Window 中使用的变量一旦被赋值，就会携带这个值存在于工作空间(Workspace), 直到被清除(clear) 或被赋予新的值。ans 是系统一个特别的变量名。若一个表达式运算结果没有赋于任何变量，系统自动用 ans 存放答案 (answer)。例如 A=5+4i; b=5-4*i; B_1=1; A*b %没有定义 A*b 的输出变量ans =41 % ans 来接受计算结果.尽管我们可以在工作空间(Workspace)来查询和清除变量，但使用下列指令方式更快捷。whos %查询 Workspace 中的变量列表Name Size Bytes ClassA 1x1 16 double array (complex)B_1 1x1 8 double arrayV 1x1 8 double arraya 1x1 16 double array (complex)ans 1x1 8 double arrayb 1x1 16 double array (complex)c 1x1 16 double array (complex)第一章 MATLAB 入门6r 1x1 8 double array A %查询变量 A 的值A =5.0000 + 4.0000iclear A