MATLAB简单入门

MATLAB笔记

1、系统知识

MATLAB乘法一般进行的是矩阵运算，点运算是矩阵里的元素运算。

比如
a=[1 2 3 4];
b=[2 2 2 2];
对应元素相乘就是
a.*b=[2 4 6 8];
如果直接写
a*b会报错，因为直接写*就是矩阵乘法，a的列数不等于b的行数，不能相乘

matlab中log如果不加角标则表示以自然对数为底，即ln
模糊查询：输入一个命令的前几个字母后按tab键就可以补全
帮助命令：help plot就可以显示出plot的全部用法
who命令可以显示变量，whos可以显示变量的具体信息

>> who您的变量为:a  y  >> whosName      Size            Bytes  Class     Attributesa         1x12               96  double              y         3x4                96  double

save - 将工作区变量保存到文件中，此 MATLAB 函数将当前工作区中的所有变量保存在 MATLAB 格式的二进制文件（MAT 文件）filename 中。如果 filename 已存在，save 会覆盖该文件。
load - 将文件变量加载到工作区中。此 MATLAB 函数从 filename 加载数据。
在matlab中，字符串用单引号括起来
matlab中input默认输入的只能是数字，如果想要输入字符串，可以这么写：x = input(‘请输入字符串：’,‘s’)
disp - 显示变量的值
此 MATLAB 函数显示变量 X 的值，而不打印变量名称。显示变量的另一种方法是键入它的名
称，这种方法会在值前面显示一个前导X =。
lasterr - 最后一条错误消息
此 MATLAB 函数返回 MATLAB 生成的最后一条错误消息。

2、常用数学函数

1.三角函数和双曲函数

2.指数函数

注： pow2(x)=x^2 pow2(x,y)=x^y

3.复数函数

4.圆整函数和求余函数

5.矩阵变换函数

6.其他函数

3、画图

格式设置

hold on命令，使用后绘图框不会清空。hold off是取消
xlabel是横轴说明，ylabel是纵轴说明，title是标题，text(x,y,图形说明)用于在(x,y)点添加说明，legend是图例
axis on显示坐标轴；axis off取消坐标轴
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])用来设置坐标轴长度
grand on/off 用来控制开关网格线
box on/off 用来控制加不加边框线
subplot - 在各个分块位置创建坐标区此 MATLAB 函数将当前图窗划分为 m×n 网格，并在 p 指定的位置创建坐标区。MATLAB 按行

号对子图位置进行编号。第一个子图是第一行的第一列，第二个子图是第一行的第二列，依此类推。如果指定的位置已存在坐标区，则此命令会将该坐标区设为当前坐标区。

subplot(m,n,p) %表示创建m行n列个子图，在第p个子图上画图

figure - 创建图窗窗口
此 MATLAB 函数使用默认属性值创建一个新的图窗窗口。生成的图窗为当前图窗。

plot - 二维线图

plot(X, Y, LineSpec)

其中X由所有输入点坐标的x值组成，Y是由与X中包含的x对应的y所组成的向量。LineSpec是用户指定的绘图样式，主要选项如下：

Specifier	Line Style（线型）
—	实线（默认样式）虚线（短划线）
:	点线
-.	点划线

Specifier	Marker（坐标点样式）
o	圆
+	加号
*	星号
.	点
x	十字
s	正方形
d	菱形
^	上指向三角形
v	下指向三角形
>	右指向三角形
<<o:p>	左指向三角形
p	五角星
h	六角形

Specifier	Color
y	黄色
m	品红
c	蓝绿色
r	红色
g	绿色
b	蓝色
w	白色
k	黑色

例如：’–or’表示坐标点为圆圈标志，且线型为红色短划线的绘图样式。

plot3 - 三维点或线图

此 MATLAB 函数绘制三维空间中的坐标。要绘制由线段连接的一组坐标，请将 X、Y、Z 指定为相同长度的向量。要在同一组坐标轴上绘制多组坐标，请将 X、Y 或 Z 中的至少一个指定为矩阵，其他指定为向量。

plot3(X,Y,Z)

meshgrid - 二维和三维网格

此 MATLAB 函数基于向量 x 和 y 中包含的坐标返回二维网格坐标。X 是一个矩阵，每一行是 x 的一个副本；Y 也是一个矩阵，每一列是 y 的一个副本。坐标 X 和 Y 表示的网格有 length(y) 个行和 length(x) 个列。

[X,Y] = meshgrid(x,y)

mesh - 网格曲面图

此 MATLAB 函数创建一个网格图，该网格图为三维曲面，有实色边颜色，无面颜色。该函数将矩阵 Z 中的值绘制为由 X 和 Y 定义的 x-y 平面中的网格上方的高度。边颜色因 Z 指定的高度而异。

x = 0:0.1:1;
[x,y] = meshgrid(x);
z = sin(y).*cos(x) ;
mesh(x,y,z)

surf - 曲面图

此 MATLAB 函数创建一个三维曲面图，它是一个具有实色边和实色面的三维曲面。该函数将矩阵Z 中的值绘制为由 X 和 Y 定义的 x-y 面中的网格上方的高度。曲面的颜色根据 Z 指定的高度而变化。

x = 0:0.1:1;
[x,y] = meshgrid(x);
z = sin(y).*cos(x) ;
surf(x,y,z)

bar - 条形图

此 MATLAB 函数创建一个条形图，y 中的每个元素对应一个条形。如果 y 是 m×n 矩阵，则bar 创建每组包含 n 个条形的 m 个组。

bar(y)
bar(x,y)

barh - 水平条形图

此 MATLAB 函数创建一个水平条形图，每个条形对应 y 中一个元素。如果 y 是 m×n 矩阵，则 barh 创建每组包含 n 个条形的 m 个组。

barh(y)
barh(x,y)

histogram - 直方图

直方图属于数值数据的条形图类型，将数据分组为 bin。创建 Histogram 对象后，可以通过更改直方图的属性值修改它的各个方面。这对快速修改 bin 属性或更改显示特别有用。

histogram(X)
histogram(X,nbins)

4、解方程式

求解多项式

对于一个多项式，假如其系数为P=[2，2，3，5]，即
2x3+2x2+3x+5=02x^3+2x^2+3x+5=0 2x3+2x2+3x+5=0
则其根为x = roots§

求解线性方程组

求解线性方程式
2x1+3x2−x3=28x1+2x2+3x3=445x1+3x2+9x3=232x_1+3x_2-x_3=2\\ 8x_1+2x_2+3x_3=4\\ 45x_1+3x_2+9x_3=23 2x1+3x2−x3=28x1+2x2+3x3=445x1+3x2+9x3=23
的解，用下列代码

a = [2,3,-1;8,2,3;45,3,9];
b = [2;4;23];
x = inv(a)*b  %inv(a)表示a矩阵的逆矩阵

求定积分

使用integral函数,下面是求f在[0,1]上的积分

f = @(x) x.*log(1+x)
integral(f,0,1)

5、format命令

matlab中专用命令 format用于针对数据的显示形式进行控制，但该命令不影响数据的储存形式和计算精度

format：设置输出格式

对浮点性变量，缺省为format short。另外，format short, long不影响整型变量的显示。

format    默认格式
format short   5字长定点数，显示5位(scaled fixed point format with 5 digits)
format long   15字长定点数，显示15位双精度，7位单精度（scaled fixed point）
format short e   5字长浮点数
format long e    15字长浮点数
format hex      16进制
format bank      定点货币形式
format rat    小数分数表示
format +       ＋，－，空格
format compact    压缩空格
format loose       包括空格和空行
format long   15字长定点数
format short e   5字长浮点数
format long e    15字长浮点数
format short g   5位定点或浮点格式。
format long g    对双精度，显示15位定点或浮点格式，对单精度，显示7位定点或浮点格式。

6、矩阵

创建矩阵

矩阵：用[]建立，同行之间用逗号（，）分隔，不同行之间用分号（;）分隔，例如a = [2,3,-1;8,2,3;45,3,9];
使用冒号可以产生一个行向量，一般格式是：e1:e2:e3，其中e1是初始值，e2是步长，e3是终止值。
也可以使用linspace产生行向量，格式为linspace（a,b,n）,n是元素总数。和a:(b-a)/(n-1):b等价

矩阵中的元素可以用下标或者序号表示,下列矩阵A中5可以用A(2,2)或者A(5)（竖着数）表示。
1234567891 \ \ \ \ 2\ \ \ \ 3\\ 4 \ \ \ \ 5\ \ \ \ 6\\ 7 \ \ \ \ 8\ \ \ \ 9\\ 1 2 34 5 67 8 9

利用冒号获取子矩阵

子矩阵是指由矩阵中的一部分元素构成的矩阵。我们既可以用冒号表达式作为引用矩阵的下标吗，也可以直接用单个的冒号来作为行下标或列下标，其代表全部行或全部列。则有先关概念如下：A(i,:)                    第i行的全部元素A(:,j)                    第j列的全部元素A(i:i+m,k:k+m)            第i~i+m行内,且在第k~k+m列中的所有元素A(i:i+m,:)                第i~i+m行的全部元素%创建3行5列的矩阵A>> A=[1,2,3,4,5;6,7,8,9,10;11,12,13,14,15]A =1     2     3     4     56     7     8     9    1011    12    13    14    15%利用冒号表达式获得子矩阵，其表达的是矩阵中第1、2行的元素。>> A(1:2,:)ans =1     2     3     4     56     7     8     9    10%表示引用矩阵第2、3行的第1、3、5列的元素>> A(2:3,1:3:5)ans =6     8    1011    13    15我们还可以用一般向量和end运算符来作为下标，从而获得子矩阵。end表示某一维的末尾元素下标。例如：%创建4行5列的矩阵A>> A=[1,2,3,4,5;6,7,8,9,10;11,12,13,14,15;16,17,18,19,20];>> A(end,:)        %引用矩阵A的最后一行元素ans =16    17    18    19    20%表示引用第1、4行的第3到最后一列元素>> A([1,4],3:end)ans =3     4     518    19    20

reshape - 重构矩阵

可以利用reshape命令来改变矩阵的形状

>> a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12];
>> y = reshape(a,3,4)y =1     4     7    102     5     8    113     6     9    12

7、创建函数

function

创建脚本后使用function创建函数

 function - 声明函数名称、输入和输出此 MATLAB 函数 声明名为 myfun 的函数，该函数接受输入 x1,...,xM 并返回输出y1,...,yN。此声明语句必须是函数的第一个可执行代码行。有效的函数名称以字母字符开头，并且可以包含字母、数字或下划线。function [y1,...,yN] = myfun(x1,...,xM)

下面为创建函数的例子

在名为 stat.m 的文件中定义一个函数，该函数返回输入向量的均值和标准差。function [m,s] = stat(x)n = length(x);m = sum(x)/n;s = sqrt(sum((x-m).^2/n));
end
从命令行调用该函数。values = [12.7, 45.4, 98.9, 26.6, 53.1];
[ave,stdev] = stat(values)
ave =47.3400
stdev =29.4124

匿名函数

f = @(x)表示f是关于x的函数，f = @(x，y，z)表示f是关于x，y，z的函数

匿名函数名 = @（输入参数） 匿名函数表达式
f = @(x) x.*log(1+x) %后面写f的表达式

8、TXT文本操作

数值型文本读取

假如score.txt中数值文本如下0.13 68 99
0.05 90 80
0.17 99 65
0.08 90 92

下面为读取数据

data = load('score.txt'); %load只支持读取全是数值的文本
w = data(:,1);  %读取第一列数据
s = data(:,2:3);  %读取第二三列数据

字符型文本读取

假若swords.txt内容如下：

刘正风
包惜弱
东方不败
小龙女
杨过
李长寿
老子
李长庚
赵公明

全是字符的文本使用fopen打开

>>fid = fopen('swords.txt','r');  %fid是句柄
>>t1 = fgetl(fid) %读取第一行
t1 = 刘正风>>t2 = fgetl(fid) %读取第二行
t2 = 包惜弱>>t3 = fgetl(fid) %读取第三行
t3 = 东方不败>>t = [t1(1) t2(3) t3(1)]
t = 刘弱东>>fclose(fid); %最后需要关闭

TXT文本写入

fid = fopen('bill.txt','w');
fprintf(fid,'京西商城月账单\n\n');
fprintf(fid,'电子 -20000\n');
fprintf(fid,'包包 %d\n',-1200);
fprintf(fid,'%s %d\n\n','服装',-24000);
fprintf(fid,'账目细节\n');
detail = -[845 832.5 836 872.2 825 844];
fprintf(fid,'%-5d %5.1f\n',[1:6;detail]);  % %-5d表示占5个字符，左对齐 %5d是右对齐

bill.txt的文本如下：

京西商城月账单电子 -20000
包包 -1200
服装 -24000账目细节
1     -845.0
2     -832.5
3     -836.0
4     -872.2
5     -825.0
6     -844.0

9、Excel文本数据操作

读取

>>data = xlsread('data.xlsx','Sheet1','A3:C5')  %分别为 文件名 表名 读取数据区域
%例如读取出来的数据为
data = NaN     81NaN   3595        77>>data(isnan(data)) = 0  %把为NaN的值赋为0
data = 0       810     3595        77

写入

>>xlswrite('RS.xlsx',{'T','W'},'Sheet1','B1:C1');  % T W为写入的数据
>>XYZ = {'X','Y','Z';6 6 4;8 7 5};
>>xlswrite('RS.xlsx',XYZ','Sheet1','A2:C4');