MATLAB 程式設計入門篇 初探MATLAB張智星 (Roger Jang) jangmirlab.org http:/mirlab.org/jang 台大資工系 多媒體檢索實驗室MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 有趣的指令n安裝MATLAB後，你會想做的事（請直接在命 令視窗內的提示符號 “” 之後輸入下列指 令）：n檢查版本nversionnvern測試電腦速度：benchMATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-1使用變數與基本運算n一般數學符號運算n在MATLAB 命令視窗內 的提示符號（）之後 輸入運算式，並按入 Enter 鍵即可： (5*2+3.5)/5 ans =2.7000 其中ans是內建的變數， 用於儲存每次的運算結 果。n我們也可以將運算結果 送到另一個變數： x =(5*2+3.5)/5x =2.7000n若不想讓 MATLAB 每次 都顯示運算結果，只需 在運算式最後加上分號 即可： y=(5*2+3.5)/5; MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 變數命名規則與使用n第一個字元必需是英文，後面可以接數字或 是底線。n最多只能有 31 個字母，MATLAB 會忽略多餘 字母。 nMATLAB 在使用變數時，不需預先經過變數 宣告（Variable Declaration）的程序，而且 所有數值變數均以預設的 double 資料型態（ 佔用8個bytes）來儲存。MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 加入註解n若要加入註解（Comments），可以使用百分 比符號（%）例如： y = (5*2+3.5)/5; % 將運算結果儲存在變數 y，但不用顯示於螢幕 z = y2 % 將運算結果儲存在變數 z，並顯示於螢幕 z =7.2900 MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-2向量與矩陣的處理nMATLAB 中的變數還可用來儲存向量（ Vectors）及矩陣（Matrix），以進行各種運 算，例如： s = 1 3 5 2;% 注意 的使用，及各數字間的空白間隔 t = 2*s+1 t =3 7 11 5 MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 矩陣的各種處理nMATLAB 亦可取出向量中的一個元素或一部份來做 運算，例如： t(3) = 2 % 將向量 t 的第三個元素更改為 2t =3 7 2 5 t(6) = 10% 在向量 t 加入第六個元素，其值為 10t =3 7 2 5 0 10 t(4) = % 將向量 t 的第四個元素刪除， 代表空集合t =3 7 2 0 10MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 建立大小為 mn的矩陣n常用名詞：橫列row, 直行columnn欲建立矩陣，可在每一橫列結尾加上分號（; ），例如： A = 1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; % 建立 34 的矩陣 A A % 顯示矩陣 A 的內容 A =1 2 3 45 6 7 89 10 11 12 MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB mxn矩陣的各種處理 (I)n A(2,3) = 5 % 將矩陣 A 第二列、第三行的元素值，改變為 5A =1 2 3 45 6 5 89 10 11 12 n B = A(2,1:3) % 取出矩陣 A 的第二橫列、第一至第三直行，並 儲存成矩陣 BB =5 6 5MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB mxn矩陣的各種處理 (II)n A = A B % 將矩陣 B 轉置後、再以行向量併入矩陣 AA =1 2 3 4 55 6 5 8 69 10 11 12 5 n A(:, 2) = % 刪除矩陣 A 第二行（：代表所有橫列，代表 空矩陣）A =1 3 4 55 5 8 69 11 12 5 MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB mxn矩陣的各種處理 (III)n A = A; 4 3 2 1 % 在原矩陣 A 中，加入第四列A =1 3 4 55 5 8 6 9 11 12 54 3 2 1 n A(1 4, :) = % 刪除第一、四列（：代表所有直行， 是空矩陣） A =5 5 8 69 11 12 5MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB mxn矩陣的各種處理 (IV)n B = A(:, 4 2 3) % 從矩陣 A 抽出第4, 2, 3行B =6 5 85 11 12n A=magic(5); B=A(2 5 3, 1 4) B =23 1411 24 20MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-3常用數學函數nMATLAB 是一個科學計算軟體，因此可以支 援很多常用到的數學函數ny = abs(x) 取 x 的絕對值ny = sin(x) 取 x 的正弦值ny = exp(x) 自然指數 exp(x)ny = log(x) 自然對數 ln(x)nMATLAB 也支援複數運算，通常以 i 或 j 代表 單位虛數 MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 向量矩陣的運算n有一些函數是特別針對向量而設計ny = min(x) 向量 x 的極小值ny = max(x) 向量 x 的極大值ny = mean(x) 向量 x 的平均值ny = sum(x) 向量 x 的總和ny = sort(x) 向量 x 的排序n試看看：n若x是矩陣，上述指令的功能是？n可以使用 x=magic(5) 來進行測試。MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 線上支援nhelp：查詢指令的用法（顯示於命令視窗） 。n例如：help meanndoc：查詢指令的用法（顯示於線上支援視窗 ）n例如：doc meannlookfor：用來尋找未知的指令。找到所需的 指令後，即可用 help 進一步找出其用法。nhelpwin 或 helpdesk：顯示線上支援視窗（ 其效果等同於直接點選 MATLAB 命令視窗工 作列的圖示）。MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-4程式流程控制nMATLAB 提供重複迴圈（Loops）及條件判斷 （Conditions）等程式流程控制（Flow Control）的指令nfor 迴圈是最常用到的重複運算，其中迴圈變數 會依次取用每個行向量來進行運算，格式如下：for 變數 = 向量運算式;endMATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 流程控制nwhile 迴圈（While-loop）while 條件式運算式;endnif else end if 條件式運算式;else運算式;endMATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-5 M檔案nM檔案n附檔名為m的檔案，可看成是 MATLAB 的程式檔nM檔案可分兩類nScript (底稿、腳本)：所有變數均保留nFunction (函數、函式)：只有輸出入變數被保留 ，其它所有變數會隨著函數執行結束而消失MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB M檔案-底稿n若要一次執行大量的 MATLAB 指令，可將這 些指令存放於一個副檔名為 m 的檔案，並在 MATLAB 指令提示號下鍵入此檔案的主檔名 即可。n所有變數都會被保留在工作空間，可以隨時 檢查其值。 pwd% 顯示目前的工作目錄 cd d:matlabBookMATLAB程式設計：入門篇02-初探 MATLAB type myTest.m % 顯示 myTest.m 的內容 myTest % 執行 myTest.m MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB M檔案-函數n函數提供更好的包裝，可以一再重複使用， 而且只有輸入和輸出變數被保留下來，避免 變數相衝。n範例：function len=vecLength(vec) % vecLength: Return the length of a vectorsum=0; for i=1:length(vec) sum=sum+vec(i)*vec(i); end len=sqrt(sum);MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB M檔案-函數：遞迴函數n非遞迴函數n遞迴函數function out=fact01(n)out=1; for i=1:n out=out*i; endfunction out=fact02(n)if n=1 out=1; return end out=n*fact02(n-1);MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-6 搜尋路徑n與搜尋路徑相關指令npath: 檢視 MATLAB 已設定的搜尋路徑nwhich: 查詢某一特定指令所在的搜尋路徑naddpath: 將目錄加入 MATLAB 的搜尋路徑nrmpath: 將目錄從 MATLAB 的搜尋路徑移除MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB2-7 工作空間與變數的儲存及載入nMATLAB 在進行各種運算時，會將變數儲存 在記憶體內，這些儲存變數的記憶體空間稱 為基本工作空間（Base Workspace）或簡稱 工作空間（Workspace)nwho: 檢視現存於工作空間（Workspace）的變數 ，nwhos: 列出工作空間變數的詳細資料nclear: 刪除工作空間的變數nsave: 儲存工作空間的變數MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 檢視工作空間變數的其他方式n使用 clear 指令來清除或刪除工作空間內的某一特 定或所有變數，以避免記憶體的閒置與浪費n不加任何選項（Options）時，save 指令會將工作 空間內的變數以二進制（Binary）的方式儲存至副 檔名為 mat 的檔案nsave：將工作空間的所有變數儲存到名為 matlab.mat 的 二進制檔案。nsave filename：將工作空間所有變數儲存到名為 filename.mat 的二進制檔案。nsave filename x y z：將變數 x、y、z 儲存到名為 filename.mat 的二進制檔案。MATLAB 程式設計入門篇：初探MATLAB 2-8離開 MATLABn在命令視窗內，鍵入 exit 指令。n在命令視窗內，鍵入 quit 指令。n直接關閉 MATLAB 的命令視窗。