MATLAB基本语法初学者

MATLAB 环境下的行为就像一个超级复杂的计算器。您可以使用 >> 命令提示符下输入命令。

MATLAB 是一种解释型的环境。换句话说，你给一个命令 MATLAB 就马上执行。

实践

键入一个有效的表达，例如，

5+5

然后按ENTER键

当点击“执行”按钮，或者按Ctrl+ E，MATLAB执行它立即返回的结果是：

让我们使用几个例子：

3 ^ 2           % 3 raised to the power of 2

当你点击“执行，或者按Ctrl+ E，MATLAB执行它立即返回的结果是：

ans = 9

另外一个例子，

sin(pi /2)     % sine of angle 90°

当你点击“执行”按钮，或者按Ctrl+ E，MATLAB执行它立即返回的结果是：

ans = 1

MATLAB提供了一些特殊的一些数学符号的表达，像圆周率π, Inf for ∞, i (and j) for √-1 etc. nan 代表“不是一个数字”。

使用分号（;)

分号（;)表示语句结束。但是，如果想抑制和隐藏 MATLAB 输出表达，表达后添加一个分号。

例如，

添加注释

百分比符号（％）是用于表示一个注释行。例如，

x = 9        % assign the value 9 to x

也可以写注释，使用一块块注释操作符％{％}。

MATLAB编辑器包括工具和上下文菜单项，来帮助添加，删除或更改注释的格式。

常用的运算符和特殊字符

MATLAB支持以下常用的运算符和特殊字符：

运算符	目的
+	Plus; addition operator.
-	Minus; subtraction operator.
*	Scalar and matrix multiplication operator.
.*	Array multiplication operator.
^	Scalar and matrix exponentiation operator.
.^	Array exponentiation operator.
	Left-division operator.
/	Right-division operator.
.	Array left-division operator.
./	Array right-division operator.
:	Colon; generates regularly spaced elements and represents an entire row or column.
( )	Parentheses; encloses function arguments and array indices; overrides precedence.
[ ]	Brackets; enclosures array elements.
.	Decimal yiibai.
…	Ellipsis; line-continuation operator
,	Comma; separates statements and elements in a row
;	Semicolon; separates columns and suppresses display.
%	Percent sign; designates a comment and specifies formatting.
_	Quote sign and transpose operator.
._	Nonconjugated transpose operator.
=	Assignment operator.

特殊变量和常量

MATLAB支持以下特殊变量和常量：

Name	Meaning
ans	Most recent answer.
eps	Accuracy of floating-yiibai precision.
i,j	The imaginary unit √-1.
Inf	Infinity.
NaN	Undefined numerical result (not a number).
pi	The number π

命名变量

变数名称是由一个字母后由任意数量的字母，数字或下划线。

MATLAB是区分大小写的。

变量名可以是任意长度，但是，MATLAB使用只有前N个字符，其中N是由函数namelengthmax。

MATLAB 并不需要任何类型的声明或维度报表。 MATLAB 每当遇到一个新的变量名称，创建变量，并分配适当的内存空间。

如果变量已经存在，则MATLAB替换以新的内容的原始内容，并分配新的存储空间，在必要的情况下。

例如，

Total = 42

上述语句创建了一个名为“Total” 的 1-1 矩阵存储值42。

MATLAB中可用的数据类型

MATLAB 提供15个基本数据类型。每种数据类型的数据存储在矩阵或阵列的形式。这个矩阵的大小或阵列是一个最低 0-0，这可以长大为任何规模大小的矩阵或数组。

下表显示了在 MATLAB 中最常用的数据类型：

数据类型	描述
int8	8-bit signed integer
uint8	8-bit unsigned integer
int16	16-bit signed integer
uint16	16-bit unsigned integer
int32	32-bit signed integer
uint32	32-bit unsigned integer
int64	64-bit signed integer
uint64	64-bit unsigned integer
single	single precision numerical data
double	double precision numerical data
logical	logical values of 1 or 0, represent true and false respectively
char	character data (strings are stored as vector of characters)
cell array	array of indexed cells, each capable of storing an array of a different dimension and data type
structure	C-like structures, each structure having named fields capable of storing an array of a different dimension and data type
function handle	yiibaier to a function
user classes	objects constructed from a user-defined class
java classes	objects constructed from a Java class

例子

创建一个脚本文件，用下面的代码：

str = 'Hello World!'
n = 2345
d = double(n)
un = uint32(789.50)
rn = 5678.92347
c = int32(rn)

上面的代码编译和执行时，它会产生以下结果：

str =
Hello World!
n =2345
d =2345
un =790
rn =5.6789e+03
c =5679

数据类型转换

MATLAB 提供各种函数，用于从一种数据类型转换到另一种。下表显示的数据类型转换函数：

函数	目的/作用
char	Convert to character array (string)
int2str	Convert integer data to string
mat2str	Convert matrix to string
num2str	Convert number to string
str2double	Convert string to double-precision value
str2num	Convert string to number
native2unicode	Convert numeric bytes to Unicode characters
unicode2native	Convert Unicode characters to numeric bytes
base2dec	Convert base N number string to decimal number
bin2dec	Convert binary number string to decimal number
dec2base	Convert decimal to base N number in string
dec2bin	Convert decimal to binary number in string
dec2hex	Convert decimal to hexadecimal number in string
hex2dec	Convert hexadecimal number string to decimal number
hex2num	Convert hexadecimal number string to double-precision number
num2hex	Convert singles and doubles to IEEE hexadecimal strings
cell2mat	Convert cell array to numeric array
cell2struct	Convert cell array to structure array
cellstr	Create cell array of strings from character array
mat2cell	Convert array to cell array with potentially different sized cells
num2cell	Convert array to cell array with consistently sized cells
struct2cell	Convert structure to cell array

测定的数据类型

MATLAB 提供各种函数标识数据类型的变量。

下表提供了确定一个变量的数据类型的函数：

函数	目的/作用
is	Detect state
isa	Determine if input is object of specified class
iscell	Determine whether input is cell array
iscellstr	Determine whether input is cell array of strings
ischar	Determine whether item is character array
isfield	Determine whether input is structure array field
isfloat	Determine if input is floating-yiibai array
ishghandle	True for Handle Graphics object handles
isinteger	Determine if input is integer array
isjava	Determine if input is Java object
islogical	Determine if input is logical array
isnumeric	Determine if input is numeric array
isobject	Determine if input is MATLAB object
isreal	Check if input is real array
isscalar	Determine whether input is scalar
isstr	Determine whether input is character array
isstruct	Determine whether input is structure array
isvector	Determine whether input is vector
class	Determine class of object
validateattributes	Check validity of array
whos	List variables in workspace, with sizes and types

例子

创建一个脚本文件，用下面的代码：

x = 3
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)x = 23.54
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)x = [1 2 3]
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)x = 'Hello'
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)
当运行该文件，它会产生以下结果：x =3
ans =0
ans =1
ans =1
ans =1
ans =1
x =23.5400
ans =0
ans =1
ans =1
ans =1
ans =1
x =1     2     3
ans =0
ans =1
ans =1
ans =0
x =
Hello
ans =0
ans =0
ans =1
ans =0
ans =0

管理会话的命令

MATLAB提供会话管理的各种命令。下表提供了所有这样的命令：

命令	目的/作用
clc	清除命令窗口。
clear	从内存中删除变量。
exist	检查存在的文件或变量。
global	声明变量为全局。
help	搜索帮助主题。
lookfor	搜索帮助关键字条目。
quit	停止MATLAB。
who	列出当前变量。
whos	列出当前变量（长显示）。

使用系统命令

MATLAB提供各种有用的命令与系统工作，在工作区中当前的工作，如保存为一个文件，并加载文件。

它还提供了其他系统相关的活动，如各种命令，显示日期，列出目录中的文件，显示当前目录等。

下表显示了一些常用的系统相关的命令：

命令	目的/作用
cd	改变当前目录。
date	显示当前日期。
delete	删除一个文件。
diary	日记文件记录开/关切换。
dir	列出当前目录中的所有文件。
load	负载工作区从一个文件中的变量。
path	显示搜索路径。
pwd	显示当前目录。
save	保存在一个文件中的工作区变量。
type	显示一个文件的内容。
what	列出所有MATLAB文件在当前目录中。
wklread	读取.wk1电子表格文件。

输入和输出命令

MATLAB提供了以下输入和输出相关的命令：

命令	作用/目的
disp	显示一个数组或字符串的内容。
fscanf	阅读从文件格式的数据。
format	控制屏幕显示的格式。
fprintf	执行格式化写入到屏幕或文件。
input	显示提示并等待输入。
;	禁止显示网版印刷

fscanf和fprintf命令的行为像C scanf和printf函数。他们支持格式如下代码：

格式代码	目的/作用
%s	Format as a string.
%d	Format as an integer.
%f	Format as a floating yiibai value.
%e	Format as a floating yiibai value in scientific notation.
%g	Format in the most compact form: %f or %e.
	Insert a new line in the output string.
	Insert a tab in the output string.

用于数字显示格式的函数有以下几种形式：

Format函数	最多可显示
format short	Four decimal digits (default).
format long	16 decimal digits.
format short e	Five digits plus exponent.
format long e	16 digits plus exponents.
format bank	Two decimal digits.
format +	Positive, negative, or zero.
format rat	Rational approximation.
format compact	Suppresses some line feeds.
format loose	Resets to less compact display mode.

向量，矩阵和阵列命令

下表列出了各种命令用于工作数组，矩阵和向量：

命令	作用/目的
cat	Concatenates arrays.
find	Finds indices of nonzero elements.
length	Computes number of elements.
linspace	Creates regularly spaced vector.
logspace	Creates logarithmically spaced vector.
max	Returns largest element.
min	Returns smallest element.
prod	Product of each column.
reshape	Changes size.
size	Computes array size.
sort	Sorts each column.
sum	Sums each column.
eye	Creates an identity matrix.
ones	Creates an array of ones.
zeros	Creates an array of zeros.
cross	Computes matrix cross products.
dot	Computes matrix dot products.
det	Computes determinant of an array.
inv	Computes inverse of a matrix.
pinv	Computes pseudoinverse of a matrix.
rank	Computes rank of a matrix.
rref	Computes reduced row echelon form.
cell	Creates cell array.
celldisp	Displays cell array.
cellplot	Displays graphical representation of cell array.
num2cell	Converts numeric array to cell array.
deal	Matches input and output lists.
iscell	Identifies cell array.

绘图命令

MATLAB提供了大量的命令，绘制图表。下表列出了一些常用的命令绘制：

命令	作用/目的
axis	Sets axis limits.
fplot	Intelligent plotting of functions.
grid	Displays gridlines.
plot	Generates xy plot.
print	Prints plot or saves plot to a file.
title	Puts text at top of plot.
xlabel	Adds text label to x-axis.
ylabel	Adds text label to y-axis.
axes	Creates axes objects.
close	Closes the current plot.
close all	Closes all plots.
figure	Opens a new figure window.
gtext	Enables label placement by mouse.
hold	Freezes current plot.
legend	Legend placement by mouse.
refresh	Redraws current figure window.
set	Specifies properties of objects such as axes.
subplot	Creates plots in subwindows.
text	Places string in figure.
bar	Creates bar chart.
loglog	Creates log-log plot.
polar	Creates polar plot.
semilogx	Creates semilog plot. (logarithmic abscissa).
semilogy	Creates semilog plot. (logarithmic ordinate).
stairs	Creates stairs plot.
stem	Creates stem plot.

在MATLAB环境下，每一个变量是一个数组或矩阵。

在一个简单的方法，您可以指定变量。例如，

x = 3          % defining x and initializing it with a value

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

x =3

它创建了一个1-1的矩阵名为x和的值存储在其元素。让我们查看另一个例子，

x = sqrt(16)    % defining x and initializing it with an expression

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

x =4

请注意：

一旦一个变量被输入到系统中，你可以引用它。
变量在使用它们之前，必须有值。
当表达式返回一个结果，不分配给任何变量，系统分配给一个变量命名ans，以后可以使用。

例如，

sqrt(78)

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

ans =8.8318

可以使用这个变量 ans:

9876/ans

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

ans =1.1182e+03

让我们来看看另一个例子：

x = 7 * 8;
y = x * 7.89

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

y =441.8400

多个赋值

可以有多个任务在同一行。例如，

a = 2; b = 7; c = a * b

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

c =14

我已经忘记了变量！？

who 命令显示所有已经使用的变量名。

who

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

Your variables are:
a    ans  b    c    x    y

whos 命令显示多一点有关变量：

当前内存中的变量
每个变量的类型
内存分配给每个变量
无论他们是复杂的变量与否

whos

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

  Name      Size            Bytes  Class     Attributesa         1x1                 8  double              ans       1x1                 8  double              b         1x1                 8  double              c         1x1                 8  double              x         1x1                 8  double              y         1x1                 8  double

clear命令删除所有（或指定）从内存中的变量（S）。

clear x     % it will delete x, won't display anything
clear        % it will delete all variables in the workspace%  peacefully and unobtrusively

长任务

长任务可以通过使用省略号（...）延伸到另一条线路。例如，

initial_velocity = 0;
acceleration = 9.8;
time = 20;
final_velocity = initial_velocity ...+ acceleration * time

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

final_velocity =196

格式命令

默认情况下，MATLAB 四个小数位值显示数字。这就是所谓的 short format.

但是，如果想更精确，需要使用 format 命令。

长(long ) 命令格式显示小数点后16位。

例如：

format long
x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

x =17.231981640639408

另外一个例子，

format short
x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

x =17.2320

空格格式命令回合到小数点后两位数字。例如，

format bank
daily_wage = 177.45;
weekly_wage = daily_wage * 6

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

weekly_wage =1064.70

MATLAB 显示大量使用指数表示法。

短格式e命令允许以指数的形式显示小数点后四位，加上指数。

例如，

format short e
4.678 * 4.9

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

ans =2.2922e+01

format long e命令允许以指数的形式显示小数点后四位，加上指数。例如，

format long e
x = pi

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

x =3.141592653589793e+00

format rat 格式大鼠命令给出最接近的有理表达式，从计算所得。例如，

format rat
4.678 * 4.9

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

ans =2063/90

创建向量

向量是一维数组中的数字。 MATLAB允许创建两种类型的矢量：

行向量
列向量

创建行向量括在方括号中的元素的集合，用空格或逗号分隔的元素。

例如，

r = [7 8 9 10 11]

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

r =Columns 1 through 47              8              9             10       Column 511

另外一个例子，

r = [7 8 9 10 11];
t = [2, 3, 4, 5, 6];
res = r + t

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

res =Columns 1 through 49             11             13             15       Column 517

创建列向量通过内附组方括号中的元素，使用分号（;)分隔的元素。

c = [7;  8;  9;  10; 11]

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

c =7       8       9       10       11

创建矩阵

矩阵是一个二维数字阵列。

在MATLAB中，创建一个矩阵每行输入空格或逗号分隔的元素序列，最后一排被划定一个分号。例如，创建一个3×3的矩阵：

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

MATLAB将执行上面的语句，并返回以下结果：

m =1              2              3       4              5              6       7              8              9

MATLAB 还允许你写入到一个文件中的一系列命令和执行文件完整的单元，就像写一个函数，并调用它。

M 文件

MATLAB允许写两个程序文件：

脚本 - 脚本文件 .m 扩展程序文件。在这些文件中写的一系列命令，想一起执行。脚本不接受输入和不返回任何输出。他们在工作区中的数据操作。
函数 -函数文件 .m 扩展程序文件。函数可以接受输入和返回输出。内部变量是本地的函数。

可以使用MATLAB 编辑器或其他任何文本编辑器来创建 .m 文件。在本节中，我们将讨论的脚本文件。 MATLAB 命令和函数调用的脚本文件包含多个连续的行。可以运行一个脚本，在命令行中键入其名称。

创建并运行脚本文件

创建脚本文件，需要使用文本编辑器。可以打开 MATLAB 编辑器，可使用两个方法：

使用命令提示符
使用IDE

如果是在命令提示符下使用命令提示符下，键入编辑。这将打开编辑器。可以直接键入编辑，然后在文件名（ .m 扩展程序文件名）

edit
Or
edit <filename>

上面的命令将在默认情况下，MATLAB 目录中创建文件。如果想存储在一个特定的文件夹中的所有程序文件，那么一定要提供整个路径。

让我们创建一个文件夹名为 progs。在命令提示符处键入以下命令（>>）：

mkdir progs    % create directory progs under default directory
chdir progs    % changing the current directory to progs
edit  prog1.m  % creating an m file named prog1.m

如果首次创建的文件，MATLAB 会提示您进行确认。单击“Yes”。

另外，如果使用的是IDE，选择 NEW -> Script。这也打开编辑器，并创建一个文件名为命名。输入代码后可以命名并保存文件。

在编辑器中输入下面的代码：

NoOfStudents = 6000;
TeachingStaff = 150;
NonTeachingStaff = 20;
Total = NoOfStudents + TeachingStaff ...+ NonTeachingStaff;
disp(Total);

创建和保存文件后，可以运行在两个方面：

编辑器窗口中单击“Run”按钮或
只要在命令提示符下键入文件名（不含扩展名）：>> prog1

命令窗口提示显示的结果是：

例子

创建一个脚本文件，然后输入下面的代码：

a = 5; b = 7;
c = a + b
d = c + sin(b)
e = 5 * d
f = exp(-d)

上面的代码编译和执行时，它会产生以下结果：

c =12
d =12.6570
e =63.2849
f =3.1852e-06

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