MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1

1、matlab程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)matlab的發(fā)展歷程 o matlab matrix laboratory o 20世紀(jì)七十年代后期：時(shí)任美國新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的cleve moler教授用fortran設(shè)計(jì)了一組程序接口，此即萌芽狀態(tài)的matlab。 o 1984年成立了mathworks公司，并把matlab正式推向市場(chǎng)。從這時(shí)起，matlab的內(nèi)核采用c語言編寫，而且除原有的數(shù)值計(jì)算能力外，還新增了數(shù)據(jù)圖視功能。 o 進(jìn)入20世紀(jì)九十年代的時(shí)候，matlab已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。 matlab安裝o 硬件要求 x86:o 軟件要求 windows: lin

2、ux: adobe acrobat reader主要版本o1993年推出matlab4.0版本 （1）推出了simulink。這是一個(gè)交互式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。（2）開發(fā)了與外部進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了matlab進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路。（3）推出了符號(hào)計(jì)算工具包。（4）notebook 實(shí)現(xiàn)了matlab與word的無縫連接。其升級(jí)版本matlab4.2c應(yīng)用較廣泛。 o1997年，matlab5.0版問世，緊接著是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版，真正32位運(yùn)算，功能強(qiáng)大，數(shù)值計(jì)算加快，擁有更豐富的數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)、更友善的面向?qū)ο蟆⒏?/p>

3、快速精良的圖形可視、更廣博的數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)分析資源、更多的應(yīng)用開發(fā)工具。其中matlab5.3應(yīng)用最廣泛。o2001年推出了matlab6.0，直到現(xiàn)在廣泛使用的matlab 6.5，其界面有較大的改觀，計(jì)算速度有了比較大的改善，增加了與java的接口 。omatlab是matrix laboratory的縮寫，是一款由美國the mathworks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。matlab是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境交互式環(huán)境。除了矩陣運(yùn)算矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，matlab還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言（

4、包括c，c+和fortran）編寫的程序。o盡管matlab主要用于數(shù)值運(yùn)算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱（toolbox）它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、圖像處理、信號(hào)處理與通訊、金融建模和分析等。另外還有一個(gè)配套軟件包simulink，提供了一個(gè)可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動(dòng)態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。omatlab的主要提供以下功能6：o可用于技術(shù)計(jì)算的高級(jí)語言 o可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的開發(fā)環(huán)境 o可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問題的交互式工具 o可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等的數(shù)學(xué)函數(shù) o可用于可視化數(shù)據(jù)的二維和三維圖形函數(shù) o可用

5、于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面的各種工具 o可將基于matlab的算法與外部應(yīng)用程序和語言（如c、c+、fortran、java、com以及microsoft excel）集成的各種函數(shù)o工具箱工具箱omatlab的一個(gè)重要特點(diǎn)是可擴(kuò)展性。作為simulink和其它所有mathworks產(chǎn)品的基礎(chǔ)，matlab可以通過附加的工具箱（toolbox）進(jìn)行功能擴(kuò)展，每一個(gè)工具箱就是實(shí)現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合注 2。mathworks提供的工具箱分以下幾大類7：o數(shù)學(xué)和優(yōu)化 o統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析 o控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析 o信號(hào)處理和通訊 o圖像處理 o測(cè)試和測(cè)量 o金融建模和分析 o應(yīng)用程序部署 o數(shù)據(jù)庫連接和

6、報(bào)表 o分布式計(jì)算o這些工具箱大多是用開放式的matlab語言寫成，用戶不但可以查看源代碼，還可以可根據(jù)自己的需要進(jìn)行修改以及創(chuàng)建自定義函數(shù)。此外，常有用戶在matlab central: file exchange發(fā)布自己編寫的matlab程序或工具箱，供他人自由下載使用。matlab應(yīng)用與網(wǎng)上資源o 工具箱 信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、魯棒控制、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)、圖形處理、模糊邏輯、小波分析、金融管理、概率統(tǒng)計(jì)、非線性控制等。o 網(wǎng)絡(luò)資源 o 變量與賦值變量與賦值o matlab的變量名字跟許多程序語言一樣，嚴(yán)格區(qū)分大小寫，例如，var、var和var是三個(gè)不同的變量。另外，matlab中變量名

7、字必須以字母為首字母，3var、_var等是非法的變量名。 變量由賦值運(yùn)算符（=）定義. matlab是動(dòng)態(tài)檢查動(dòng)態(tài)檢查的，這意味著變量可以在未定義其類型的情況下賦值并且變量的類型也可以改變，除非將變量看做是符號(hào)對(duì)象9。變量值可以取自常量常量，計(jì)算中的其他變量的值，或某一函數(shù)的輸出。例如：o 向量和矩陣向量和矩陣matlab的意思是矩陣實(shí)驗(yàn)室，因此它提供了許多創(chuàng)建向量，矩陣和多維數(shù)組的便捷的方式。在matlab自己的語言中，一個(gè)向量（vector）指的是一維（1n或n1）矩陣，在其他語言中通常被叫做數(shù)組（array）。 矩陣（matrix）通常指的是2-維數(shù)組，例如mn數(shù)組其中m和n大于或等于

8、1。多維數(shù)組通常指的是維數(shù)大于2的數(shù)組。代數(shù)代數(shù)/符號(hào)運(yùn)算符號(hào)運(yùn)算利用matlab的符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱（symbolic math toolbox）注 4可以進(jìn)行代數(shù)或符號(hào)運(yùn)算，如分解多項(xiàng)式因子和解代數(shù)方程：matlab程序執(zhí)行方式o 立即執(zhí)行 3.5*6.2ans = 21.7000 exp(j*3*pi/4)ans = -0.7071 + 0.7071i o m文件：純文本文件，擴(kuò)展名為m，用任何字處理軟件都可以編輯修改。?type exa1.m%this is an example.exp(j*3*pi/4)?exa1ans = -0.7071 + 0.7071imatlab命令窗口o 計(jì)算

9、機(jī)安裝好matlab之后，雙擊matlab圖標(biāo)，就可以進(jìn)入命令窗口，此時(shí)意味著系統(tǒng)處于準(zhǔn)備接受命令的狀態(tài)，可以在命令窗口中直接輸入命令語句。o 通用命令 cd 顯示或改變工作目錄 hold 圖形保持開關(guān) dir 顯示目錄下的文件disp 顯示變量或文字內(nèi)容 type 顯示文件內(nèi)容path 顯示搜索目錄 clear 清理內(nèi)存變量save 保存內(nèi)存變量到指定文件 clf 清除圖形窗口load 加載指定文件的變量 pack 收集內(nèi)存碎片diary 日志文件 clc 清除工作窗quit 退出matlab echo 工作窗信息顯示開關(guān)！ 調(diào)用dos命令o 命令行鍵盤技巧 調(diào)用上一行home 光標(biāo)置于當(dāng)前

10、行開頭 調(diào)用下一行end 光標(biāo)置于當(dāng)前行末尾 光標(biāo)左移一個(gè)字符esc 清除當(dāng)前輸入行 光標(biāo)右移一個(gè)字符del 刪除光標(biāo)處的字符 ctrl 光標(biāo)左移一個(gè)單詞backspace 刪除光標(biāo)前的字符 ctrl 光標(biāo)右移一個(gè)單詞altbackspace 恢復(fù)上一次的刪除o 標(biāo)點(diǎn) ： 具有多種應(yīng)用功能. 小數(shù)點(diǎn)及域訪問符 ；區(qū)分行，取消運(yùn)行顯示等 續(xù)行符 ，區(qū)分列，函數(shù)參數(shù)分隔符% 注釋標(biāo)記 () 指定運(yùn)算先后次序! 調(diào)用操作系統(tǒng)運(yùn)算 矩陣定義標(biāo)志 賦值標(biāo)記 用于構(gòu)成單元數(shù)組 字符串標(biāo)示符matlab搜索路徑o matlab的一切操作都是在其搜索路徑中進(jìn)行的，如果調(diào)用的函數(shù)在搜索路徑之外，系統(tǒng)將認(rèn)為該函數(shù)

11、不存在。o 路徑設(shè)置方法l 1、通過對(duì)話框設(shè)置 在matlab主窗口菜單中【file】【set path】選項(xiàng)。l 2、path命令?pathmatlabpathe:matlabworkse:matlabtoolboxmatlabgenerale:matlabtoolboxmatlabopse:matlabtoolboxmatlablange:matlabtoolboxmatlabelmate:matlabtoolboxmatlabelfune:matlabtoolboxmatlabspecfune:matlabtoolboxmatlabmatfune:matlabtoolboxmatlabd

12、atafune:matlabtoolboxmatlabpolyfun 2.1 path命令?genpathans =e:matlabtoolboxmatlabdatafun;e:matlabtoolboxmatlabdatatypes;e:matlabtoolboxmatlabdemos;e:matlabtoolboxmatlabelfun;e:matlabtoolboxmatlabelmat;e:matlabtoolboxmatlabfunfun;e:matlabtoolboxmatlabgeneral;e:matlabtoolboxmatlabgraph2d;e:matlabtoolbox

13、matlabgraph3d;e:matlabtoolboxmatlabgraphics;e:matlabtoolboxmatlabiofun;e:matlabtoolboxmatlabiofunsrc;e:matlabtoolboxmatlablang;e:matlabtoolboxmatlabmatfun;2.2 genpath命令2.3 editpath或pathtool命令2.4 擴(kuò)展搜索路徑 將新目錄擴(kuò)展到搜索路徑中 1、用path命令 ?path(path,e:matlabworks) 2、用addpath命令 將新目錄加到搜索路徑的末尾 ?addpath e:matlabworks

14、 end 將新目錄加到搜索路徑的開始 ?addpath e:matlabworks -begin 3、使用路徑設(shè)置對(duì)話框matlab幫助o matlab help 完善的html格式聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)，非常全面。使用方法： 1.從help菜單中選??； 2.在命令窗口中執(zhí)行helpdesk或doc。o pdf文檔 用adobe acrobat reader閱讀。help系列o helpwino help?helphelp topics:matlabgeneral - general purpose commands.matlabops - operators and special character

15、s.matlablang - programming language constructs.matlabelmat - elementary matrices and matrix manipulation.matlabelfun - elementary math functions.matlabspecfun - specialized math functions.matlabmatfun - matrix functions - numerical linear algebra.matlabdatafun - data analysis and fourier transforms.

16、 for more help on directory/topic, type help topic.o help + 函數(shù)（類）名?help general general purpose commands. matlab toolbox version 5.2 18-dec-1997 general information help - on-line help, display text at command line. helpwin - on-line help, separate window for navigation. helpdesk - comprehensive hyp

17、ertext documentation and troubleshooting. demo - run demonstrations. ver - matlab, simulink, and toolbox version information. see also punct.?help helpwin helpwin on-line help, separate window for navigation. helpwin topic opens a help window and displays the help text for the given topic. links are

18、 created to functions referenced in the see also line of the help text. helpwin(help_str,title) displays the string help_str in the help window. help_str may be passed in as a string with each line separated by carriage returns, a column vector cell array of strings with each cell (row) representing

19、 a line or as a string matrix with each row representing a line. the optional string title will appear in the title edit box. helpwin(title1 help_str1;title2 help_str2;.,page) displays one page of multi-page help text. the multi-page help text is passed in as a cell array of strings or cells contain

20、ing title and help_str pairs. each row of the multi-page help text cell array (dimensioned number of pages by 2) consists of a title string paired with a string, cell array or string matrix of help text. the second argument page is a string which must match one of the title entries in the multi-page

21、 help text. the matching title represents the page that is to be displayed first. if no second argument is given, the first page is displayed. a third argument may be passed to helpwin which is a string that becomes the title of the help window figure. additional arguments, after the window title, will be interpreted as handle graphics parameter-value pairs to be applied to the text displayed in the help window. examples. helpwin plot helpwin(help string,title) helpwin(help text for sprintf(n) my m-file.,title) helpwin(help string for;my m-file,title) helpwin(str,topic 2,my title) where, st