Matlab编程

Matlab数据操作变量和语句：变量：符合C语言中的变量命名规则；变量不声明，不定义。可以直接拿来直接用。语句：回车表示一个语句的结束，结果输出；如果加上了分号，则该语句只执行不输出注释以%开始一行写不开，用三个点…表示续行赋值：变量=表达式（即把表达式的值赋值给变量）表达式---将表达式的值赋值给默认变量ans变量管理：工作空间中驻留的变量查看两种方法------工作空间窗口显示命令方式（whowhos）清除变量命令：clear（清除该工作空间中所有变量）cleara(清除变量a)保存变量命令：savesave[文件名][变量名][-append][-ascii]数据输出格式控制：format函数format格式符（格式符如longshort等）默认输出格式为short格式。字符串建立：单撇号括起来的字符序列str=’hello’或者str=’v’(两者统一的)用double(‘a’)或者abs(‘a’)获取字符a的ASII码（单个字符的）由ASCII码到字母用char()函数char(97)=c字符串与数值互换：Str2num获取字符串的数值如a=’12344’（a为字符串）str2num(a)=1234Num2str执行字符串内容：eval函数eval(‘t=’)就是执行t=1这个语句结构体：建立：结构体.成员名=表达式a.x1=1;a.x2=’2’;a.x3=[3,2,3]结构a中包含三个成员x1x2x3对结构体操作的函数（用help命令可以查看用法）Isstructfieldnamesisfieldrmfieldgetfield单元数据类型：使用{}建立a={12,’sdfr’[123456]}Matlab的数据形式：在matlab中矩阵是其最基本的数据对象。Zeros（n,m）n行m列的矩阵n=m=k时为zeros（k）Ones（n,m）同上冒号表达式建立向量：e1:e2:e3e1为初始值，e2为步长，e3为终止值符号运算：symsx定义一个符号x，相当于代数x，后面可以直接用比如sin（x）矩阵的运算：单位矩阵（eye）零矩阵（zeros）一矩阵（ones）随机矩阵（rand（产生0到1均匀分布的随机矩阵）和randn（产生均值为0，方差为1的正态分布标准矩阵））产生从a到b之间均匀分布的随机数方法为：S=a+(b-a)*rand(m,n)产生均值为u，方差为s的正态分布的随机矩阵y=u+sqrt(s)*randn用mean（y）得到样本y的均值Std（Y）得到样本y的方差魔方矩阵：magic（n）N*N的方阵横竖斜数字相加的和都相等Hilbert矩阵：hilb（n）N*N的方阵希尔伯特矩阵每个位置（i，j）的元素值为i+j分之1Toeplitz函数对于toeplitz矩阵矩阵和向量运算矩阵A的转秩A‘矩阵A的行列式det（A）矩阵A的逆inv（A）（行列式的值不为0）求矩阵的特征值：eig函数eig（A）向量可以看成1*N或N*1的矩阵内积运算：内积定义式：（a，b）=b的共轭转秩(用共轭转秩如果b为复数)*a求共轭可以用conj（）这个函数。也可以用dot函数求a与b的内积dot（b，a）所以上式表示为S=sum（conj(b)*a）=a*b’线性方程组求解：A*X=B求X即为inv（A）*B或用左除运算A\B矩阵的相似化简和分解：Jordan（A）范数：norm(A,p)用diff（A）对矩阵A求导用funm函数计算矩阵函数如矩阵函数expA的值可以写成expA=funm（A，@exp）同理sinA=funm（A，@sin）Matlab的程序控制结构：M文件：分类：命令文件（脚本文件ScriptFile）函数文件（FunctionFile）命令文件没有输入，没有返回。命令文件可以对工作空间的变量操作，结果返回工作空间。而函数文件中的变量为局部变量，函数执行完毕，变量被清除命令文件可以直接运行，函数文件需要调用的形式运行（除了特殊的函数文件之外）数据输入：input函数input('enternumber')enternumber1ans=1数据显示：Disp函数可以用来显示字符串或者变量程序暂停：pause函数分支结构分为：if分支，switch分支和try分支。单分支if语句结构如下：If条件语句组End双分支If条件语句组Else语句组EndIf和elseif配对实现多分支结构Swich分支语句与c中实现一样的最后结束要加endTry分支:这是一种试探性的分支语句，也就是如果这条语句执行有错误，则不执行，或者执行其他的语句，提高了程序的容错性Try语句组1Catch语句组2End循环结构（for和while）For循环变量=表达式1；表达式2；表达式3循环体End在循环体内，不要对循环变量进行赋值操作，循环变量会自动增加A=1:100sumA=0fork=1:100sumA=sumA+A(k)endwhile循环：while条件循环体End循环可以嵌套，但是matlab中，循环的执行效率很低（因为matlab为解释性语言，不是传统的编程语言），因此应该避免使用循环，封妖避免使用两重以上的循环（三重循环执行起来就已经非常慢了）Matlab的编辑器和程序调试函数文件基本结构：Function[输出形参]=函数名([输入形参])其中输出和输入参数都可以木有[注释说明]为了help或lookfor命令调用可以显示出本函数的解释函数体。一般函数文件和函数名保持一致，方便调用（如果不一致，忽略函数名，调用时使用函数文件名）Ctrl+r可以快速注释（即加%）ctrl+t快速去取消注释（去掉%）全局变量global声明，可以提供不同的M文件访问同一个变量Matlab的绘图功能（1）二维高层绘图操作基本函数：plot函数（只要给绘图的数据参数，就会自动会出图像）二维绘图的辅助操作：图形名称坐标轴名称曲线标注图例坐标轴控制图形保持（同一坐标轴绘制多个图形）图形窗口分隔（同一窗口含有多个坐标轴）绘图一定要有坐标轴，就是说曲线是在坐标轴上Plot函数基本用法：plot（x，y）（x轴和y轴）基本要求：x和y为相同长度的向量特殊用法：1．X为向量，y为矩阵，其中一维与x长度相同，则绘制多条不同色彩的曲线（怎么确定颜色？底层绘图中确定）2．X和y为同纬度矩阵，以对应列绘制不同色彩的曲线3．Plot有一个参数，若x为实数向量，则绘制折线图，若x为复数向量，则以实部和虚部为横纵坐标绘图。4．过个输入参数5．曲线选项6．%基本绘图操作7．x=0:0.01:2*pi;8．y=sin(x);9．plot(x,y);%第二个参数为矩阵10．y1=sin(x);11．y2=cos(x);12．z=[y1;y2];13．plot(x,z);14．%两个参数都是矩阵15．x1=0:0.01:2*pi;16．x2=-pi:0.01:pi;17．x=[x1;x2]';18．19．y1=cos(x1);20．y2=sin(x2);21．y=[y1;y2]';22．plot(x,y);linspace(a,b,n)从a到b产生n个点%只有一个参数的绘制x=2*pi;z=linspace(0,x,200);plot(z)%plot含有曲线选项x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);plot(x,y,'g')常见颜色有：rkbgymplot（x,y,’*’）常见的线有：*.p(五角星)--（虚线）-.(点画线)结合以上得到：plot(x,y,'r*--');图形的标注：xlabel('x');ylabel('y');title('SIN');text在图像点上进行标注text（x，y，’内容‘）legend为图释即右上角的图形的解释什么线代表什么含义坐标轴控制：Xlim（xmin,xmax）控制x坐标显示xmin到xmax的内容Ylim同上不过是在y轴上Axisequal：正方形坐标x和y轴相同可以help相关axis内容图像保持：holdon命令同一坐标轴绘制多个图形x=0:0.01:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);holdon;plot(x,y1,'r');plot(x,y2);两个曲线绘制到一个坐标上若无holdon则只绘制第一个plot窗口分割：subplot（abc）分成a*b的格子在第c个格子上绘制该图Subplot和plot前后句，subplot在plot之前写基本底层绘图函数：Line对象和line函数：%line对象h=line([-pi:0.01:pi],sin([-pi:0.01:pi]));hp=plot（[-pi:0.01:pi],sin([-pi:0.01:pi])）h=line('xData',[-pi:0.01:pi],'YData',sin([-pi:0.01:pi]),'LineWidth',1,'Marker','*','color','r');set函数可以对变量进行修改（重新设置）matlab符号运算符号变量：a=sym(‘a’);或者直接symsb也产生符号变量符号常量：C=sym(‘3’)则c的值就是3符号表达式：f=’3*x+6’;或者symsx,f=3*x+6;或者f=sym(‘3*x+6’)eval将符号常量转化为数值值syms将数值转换为符号符号表达式的因式分解和展开Factor因式分解Expand多项式展开Collect合并同类项符号矩阵：构建方式和数值矩阵一致转置和行列式：transposedeterm其他使用在数值矩阵中的函数也可以直接用于符号矩阵符号函数：符号函数值的求解：subssymsx;f1=x^3-8;subs(f1,4);符号函数的极限求解：limit符号函数的微分（倒数）求解：diff（F，N）n为导数阶数符号函数的不定积分求解：int（F，a,b）a到b的积分符号级数求和：symsum（F，x，1，inf）泰勒级数taylor（F，x，N，m）函数F关于x的m点处展开到N项符合方程求解：符号代数方程和方程组：solve（表达式F）符号常微分方程：dsolve