`一.简介`

本篇参考官方入门文档编写

前提准备：

MATLAB

`二. 快速入门（一）`

1. 桌面基础知识

启动 MATLAB® 时，桌面会以默认布局显示。

桌面包括下列面板：

当前文件夹 - 访问您的文件。
命令行窗口 - 在命令行中输入命令（由提示符 (>>) 表示）。
工作区 - 浏览您创建或从文件导入的数据。

使用 MATLAB 时，可发出创建变量和调用函数的命令。例如，通过在命令行中键入以下语句来创建名为 a 的变量：

a = 1

MATLAB 将变量 a 添加到工作区，并在命令行窗口中显示结果。

a = 1

创建更多变量。

b = 2

b=2

c = a + b

c = 3

d = cos(a)

d = 0.5403

如果未指定输出变量，MATLAB 将使用变量 ans（answer 的缩略形式）来存储计算结果。

sin(a)

ans =0.8415

如果语句以分号结束，MATLAB 会执行计算，但不在命令行窗口中显示输出。

e = a*b;

按向上 (↑) 和向下箭头键 (↓) 可以重新调用以前的命令。在空白命令行中或在键入命令的前几个字符之后按箭头键。例如，要重新调用命令 b = 2，请键入 b，然后按向上箭头键。

2. 矩阵和数组

MATLAB 是“matrix laboratory”的缩写形式。MATLAB® 主要用于处理整个的矩阵和数组，而其他编程语言大多逐个处理数值。

所有 MATLAB 变量都是多维数组，与数据类型无关。矩阵是指通常用来进行线性代数运算的二维数组。

数组创建

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Bqb7fvFg-1658823877101)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211104519.png)]

要创建每行包含四个元素的数组，请使用逗号 (,) 或空格分隔各元素。

a = [1 2 3 4]

a = 1×41     2     3     4`

这种数组为行向量。

要创建包含多行的矩阵，请使用分号分隔各行。

a = [1 3 5; 2 4 6; 7 8 10]

a = 3×31     3     52     4     67     8    10

创建矩阵的另一种方法是使用 ones、zeros 或 rand 等函数。例如，创建一个由零组成的 5×1 列向量。

z = zeros(5,1)

z = 5×100000

矩阵和数组运算

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VgPoZO7d-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211106645.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lOgdyNcX-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107646.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ayppKVho-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107559.png)]

MATLAB 允许您使用单一的算术运算符或函数来处理矩阵中的所有值。

a + 10

ans = 3×311    13    1512    14    1617    18    20

sin(a)

ans = 3×30.8415    0.1411   -0.95890.9093   -0.7568   -0.27940.6570    0.9894   -0.5440

要转置矩阵，请使用单引号 (')：

a'

ans = 3×31     2     73     4     85     6    10

您可以使用 * 运算符执行标准矩阵乘法，这将计算行与列之间的内积。例如，确认矩阵乘以其逆矩阵可返回单位矩阵：

p = a*inv(a)

p = 3×31.0000         0         00    1.0000         00   -0.0000    1.0000

请注意，p 不是整数值矩阵。MATLAB 将数字存储为浮点值，算术运算可以区分实际值与其浮点表示之间的细微差别。使用 format 命令可以显示更多小数位数：

format long
p = a*inv(a)

p = 3×31.0000         0         00    1.0000         00   -0.0000    1.0000

使用以下命令将显示内容重置为更短格式

format short

format 仅影响数字显示，而不影响 MATLAB 对数字的计算或保存方式。

要执行元素级乘法（而非矩阵乘法），请使用 .* 运算符：

p = a.*a

p = 3×31     9    254    16    3649    64   100

乘法、除法和幂的矩阵运算符分别具有执行元素级运算的对应数组运算符。例如，计算 a 的各个元素的三次方：

a.^3

ans = 3×31          27         1258          64         216343         512        1000

串联

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cObWvzMm-1658823877103)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107242.png)]

串联是连接数组以便形成更大数组的过程。实际上，第一个数组是通过将其各个元素串联起来而构成的。成对的方括号 [] 即为串联运算符。

A = [a,a]

A = 3×61     3     5     1     3     52     4     6     2     4     67     8    10     7     8    10

使用逗号将彼此相邻的数组串联起来称为水平串联。每个数组必须具有相同的行数。同样，如果各数组具有相同的列数，则可以使用分号垂直串联。

A = [a; a]

A = 6×31     3     52     4     67     8    101     3     52     4     67     8    10

复数

复数包含实部和虚部，虚数单位是 -1 的平方根。

sqrt(-1)

ans = 0.0000 + 1.0000i

要表示复数的虚部，请使用 i 或 j。

c = [3+4i, 4+3j; -i, 10j]

c = 2×2 complex3.0000 + 4.0000i   4.0000 + 3.0000i0.0000 - 1.0000i   0.0000 +10.0000i

3. 数组索引

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BDns56MX-1658823877104)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211118513.png)]

MATLAB® 中的每个变量都是一个可包含许多数字的数组。如果要访问数组的选定元素，请使用索引。

例如，假设有 4×4 矩阵 A：

A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16]

A = 4×41     2     3     45     6     7     89    10    11    1213    14    15    16

引用数组中的特定元素有两种方法。最常见的方法是指定行和列下标，例如

A(4,2)

ans = 14

另一种方法不太常用，但有时非常有用，即使用单一下标按顺序向下遍历每一列：

A(8)

ans = 14

使用单一下标引用数组中特定元素的方法称为线性索引。

如果尝试在赋值语句右侧引用数组外部元素，MATLAB 会引发错误。

test = A(4,5)

Index in position 2 exceeds array bounds (must not exceed 4).

不过，您可以在赋值语句左侧指定当前维外部的元素。数组大小会增大以便容纳新元素。

A(4,5) = 17

A = 4×51     2     3     4     05     6     7     8     09    10    11    12     013    14    15    16    17

要引用多个数组元素，请使用冒号运算符，这使您可以指定一个格式为 start:end 的范围。例如，列出 A 前三行及第二列中的元素：

A(1:3,2)

ans = 3×12610

单独的冒号（没有起始值或结束值）指定该维中的所有元素。例如，选择 A 第三行中的所有列：

A(3,:)

ans = 1×59    10    11    12     0

此外，冒号运算符还允许您使用较通用的格式 start:step:end 创建等间距向量值。

B = 0:10:100

B = 1×110    10    20    30    40    50    60    70    80    90   100

如果省略中间的步骤（如 start:end 中），MATLAB 会使用默认步长值 1。

4. 工作区变量

工作区包含在 MATLAB® 中创建或从数据文件或其他程序导入的变量。例如，下列语句在工作区中创建变量 A 和 B。

A = magic(4);
B = rand(3,5,2);

使用 whos 可以查看工作区的内容。

whos

  Name      Size             Bytes  Class     AttributesA         4x4                128  double              B         3x5x2              240  double

此外，桌面上的“工作区”窗格也会显示变量。

退出 MATLAB 后，工作区变量不会保留。使用 save 命令保存数据以供将来使用，

save myfile.mat

通过保存，系统会使用 .mat 扩展名将工作区保存在当前工作文件夹中一个名为 MAT 文件的压缩文件中。

要清除工作区中的所有变量，请使用 clear 命令。

使用 load 将 MAT 文件中的数据还原到工作区。

load myfile.mat

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