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matlab程序设计Matlab程序设计是一门计算机编程语言，广泛应用于科学、工程和其他领域的数据分析和模拟。
它提供了丰富的函数库和工具箱，可以帮助程序员进行数据处理、图像处理、信号处理、数值计算等任务。
本文将介绍Matlab程序设计的基本原理和一些常用的技巧，以帮助读者更好地理解和使用这个强大的工具。
Matlab程序设计的基础是编写脚本文件或函数文件。
脚本文件是一系列的Matlab命令，按照顺序执行。
函数文件是封装了一段特定功能的代码，可以在其他程序中调用。
编写Matlab脚本或函数需要遵循一定的语法规则，如使用变量、函数、循环和条件语句等。
在编写程序时，还需要注意代码的可读性和可维护性，以便其他人能够理解和修改代码。
Matlab程序设计最常用的功能之一是数据处理。
Matlab提供了丰富的函数和工具，可以方便地读取、处理和分析各种类型的数据。
例如，可以使用Matlab来读取和处理Excel文件、文本文件、图像文件等。
通过使用Matlab的矩阵操作和向量化计算，可以高效地进行大规模数据的处理和计算。
图像处理是Matlab程序设计中的另一个重要应用领域。
Matlab提供了许多图像处理函数和工具箱，可以实现图像的滤波、增强、分割、特征提取等操作。
通过编写Matlab程序，可以实现自定义的图像处理算法，满足不同应用的需求。
信号处理是Matlab程序设计的另一个重要领域。
Matlab提供了丰富的信号处理函数和工具箱，可以进行信号的滤波、降噪、频谱分析、波形合成等操作。
通过编写Matlab程序，可以实现自定义的信号处理算法，满足不同应用的需求。
数值计算是Matlab程序设计的核心功能之一。
Matlab提供了丰富的数值计算函数和工具箱，可以进行数值积分、微分方程求解、优化、线性代数计算等操作。
通过编写Matlab程序，可以实现复杂的数值计算算法，解决实际问题。
除了上述应用领域，Matlab还可以用于建模和仿真、控制系统设计、机器学习等。
2021年12期74MATLAB 程序语言设计课程教学改革与实践李莹琦，秦林林，刘利平，高佳慧（人工智能学院 华北理工大学，河北 唐山 063210）摘要：MATLAB 程序语言设计课程是计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程等专业的核心课程，可用于数据分析、无线通信、信号处理以及数值计算等科学计算语言和编程环境。
本文分析了MATLAB 现状及现有教学的局限性，对该课程的教学结构、教学内容、考核机制和师生关系进行反向设计，并针对性提出了教学改进措施，构建新的授课模式，旨在提高该课程的教学质量，提高学生学习能力，培养学习兴趣，关注学生综合素质与实践能力，满足当下社会应用型人才的培养需求。
关键词：MATLAB 语言；教学模式；实例应用一、 引 言MATLAB 是工科类的基础课程，是一种高级技术计算机语言，可用于数值计算、数据分析、仿真等[1]。
其在工程中具有强大的计算能力，简单和效率高等特点。
正因为MATLAB 具有高效计算能力，所以在我国高校尤其工科院校中具有举足轻重的作用。
通过多次讲授MATLAB 基础课程发现：（1）该课程的教学内容偏理论性，忽视综合实践教学。
学生在实践过程中只编译有限简单的程序，缺乏项目化实践教学[2]，学生不具备一定的逻辑思维能力和实践应用能力。
（2）该课程的授课方式一直沿用传统的说教模式，以教师为主导，学生处于被动的学习状态，缺乏学习兴趣，这给学生创新性和逻辑性的培养带来很大阻碍。
（3）学生科学计算能力的培养不到位，很多学生在课程结束后没有什么体会，只是单纯地认为MATLAB 是一个功能较多的计算器，这一定程度上反映了教学的缺陷。
（4）教学过程中存在教学内容滞后，未达到工程就业需求。
前沿的科学研究方向和成果不能及时补充，已有的知识点与实际工程需求脱节，不利于培养学生创新性思维，学生不知道该门课程对以后的学习工作有什么作用。
基于上述问题，现对MATLAB 课程提出创新改革，并给出案例分析。
matlab语言程序设计
MATLAB（Matrix Laboratory）是一种高级的计算机程序语言
和环境，用于数字计算、数据可视化和算法开发。
MATLAB
使用矩阵和向量作为基本数据类型，并提供了丰富的数学和工程函数库。
MATLAB的程序设计可以通过脚本文件（.m文件）或函数文
件（函数名.m文件）来实现。
脚本文件是一系列按顺序执行
的MATLAB命令，可以用来实现简单的计算和数据处理。
函
数文件定义了一个或多个函数，可以接受输入参数，并返回计算结果。
MATLAB的语法类似于其他编程语言，包括变量定义、循环、条件判断等语句。
可以使用MATLAB内置函数来进行数学运算、矩阵操作、文件读写、图形绘制等操作。
此外，
MATLAB还支持用户自定义函数和脚本文件，并提供了丰富
的工具箱（Toolbox）来扩展其功能。
以下是一个示例的MATLAB程序，计算并绘制正弦函数的图像：
```matlab
x = 0:0.01:2*pi; % 定义x取值范围
y = sin(x); % 计算正弦函数值
plot(x, y); % 绘制图像
xlabel('x'); % 设置x轴标签
ylabel('y'); % 设置y轴标签
title('Sine Function'); % 设置图像标题
```
在MATLAB命令行窗口中运行上述代码，将生成一个正弦函数的图像，并显示在图形窗口中。
MATLAB广泛应用于科学、工程、金融和计算机图形学等领域，可以进行数据分析、信号处理、图像处理、控制系统设计等任务。
《Matlab语言》实验四实验四、Matlab的程序设计（一）实验目的1.掌握利用if语句实现选择结构的方法。
2.掌握利用witch语句实现多分支选择结构的方法。
3.掌握利用for 语句实现循环结构的方法。
4.掌握利用while语句实现循环结构的方法。
5.掌握Matlab函数的编写及调试方法。
(二）实验环境1．计算机2．MATLAB7.0集成环境（三）实验内容1、编写一个函数，计算下面函数的值，给出标量某的值，调用该函数后，返回y的值。
functiony=myfun1(某)in某,y(某)某,某6,某00某3某3选择一些数据测试你编写的函数。
function[y]=myfun1(某)if某<=0 y=in(某);eleif某>0&某<=3y=某;eleif某>3y=-某+6;End结果:>>某=5;>>[y]=myfun1(某)y=12、编写一个函数求向量某中元素的平均值、最大值、最小值、均方根值。
function[m_某,ma某_某,min_某,rm_某]=myfun2(某)方均根值(RootMeanSquare)的计算公式为：rm1NNi1某i2用下面数据测试你写的函数：function[m_某,ma某_某,min_某,rm_某]=myfun2(某)%求平均值um_某=um(某);%向量元素求和[m,n]=ize(某);%最好用n=length(某);m_某=um_某/n;%求最大值采用逐个比较方式if某(1)>某(2)ma某_某=某(1);ele ma某_某=某(2);endfork=3:nifma某_某elema某_某=ma某_某;%可省略endend%求最小值if某(1)min_某=某(2);endfork=3:nifmin_某>某(k)min_某=某(k);elemin_某=min_某;%可省略endend%求均方根值um_某2=0;fork=1:num_某2=um_某2+某(k).^2;rm_某=qrt(um_某2/n);endm_某;ma某_某;min_某;rm_某;%按照函数值行（1）某=in(0:0.01:6某pi)运行结果:>>某=in(0:0.01:6某pi);>>[m_某,ma某_某,min_某,rm_某]=myfun2(某)m_某=-1.1256e-007ma某_某=1.0000min_某=-1.0000rm_某=0.7071（2）某=rand(1,200)，得到的某为200个（0，1）之间均匀分布的随机数。
MATLAB程序设计基础教程MATLAB程序设计是一门广泛应用于科学和工程领域的高级编程语言。
它具有强大的数值计算和数据可视化功能，被广泛用于数据分析、模拟建模、信号处理等领域。
本文将介绍MATLAB程序设计的基础知识和常用技巧，帮助读者快速上手并掌握该编程语言。
一、MATLAB环境搭建在开始MATLAB编程之前，首先需要正确搭建MATLAB运行环境。
你可以从MathWorks官网下载和安装最新版本的MATLAB软件，根据安装向导进行配置。
安装完成后，你就可以打开MATLAB并开始编写代码了。
二、MATLAB基本语法1. 变量和数据类型在MATLAB中，可以使用变量来存储数据。
变量的命名需要满足一定规则，比如变量名只能包含字母、数字和下划线，不能以数字开头等。
MATLAB支持不同的数据类型，包括数字、字符串、逻辑值等。
2. 数组和矩阵MATLAB中的核心数据结构是数组和矩阵。
你可以使用一维或多维数组来存储和处理数据。
MATLAB提供了丰富的数组操作函数和运算符，可以进行元素访问、切片、矩阵运算等。
3. 控制流程MATLAB支持常用的控制流程语句，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）等。
这些语句可以帮助你根据不同的条件执行不同的代码块，或者重复执行一段代码。
三、MATLAB函数和脚本1. 函数MATLAB中可以编写自定义函数，以方便地实现特定功能。
函数是由输入参数和输出参数组成的可重复使用的代码块。
你可以在函数中进行各种操作，如计算、输出、图形绘制等。
2. 脚本除了函数，你还可以编写脚本文件来执行一系列MATLAB命令。
脚本文件通常用于较短的代码片段，不需要提供输入和输出参数。
你可以通过运行脚本文件一次性执行其中的命令。
四、MATLAB图形界面MATLAB提供了强大的图形界面（GUI）工具，用于可视化数据和交互式操作。
你可以通过GUI工具箱创建和定制各种图形，如散点图、曲线图、柱状图等。
MATLAB 语言程序设计1、应用题（20 分）某工厂生产A和B两种产品，它们需要经过三种设备的加工，工时如表1所列。
设备一、二、三每天可使用的时间分别不超过12、10和8小时。
产品A和B的利润随市场的需求有所波动，如果预测未来某个时期内A和B的利润分别为4000元/吨和3000元/吨，问每天应安排产品A、B各多少吨，才能使工厂获利最大？表 1 生产产品工时表产品设备一设备二设备三A/（小时/吨） 3 3 4B/（小时/吨） 4 3 2设备每天最多可工作时数/小时12 10 8请写出具体解决方案，并编写该解决方案的具体MATLAB程序代码。
假设每天应安排生产产品A和B分别为和吨，依题意可建数学模型如下：max z=4000x1+ 3000x23x1+ 4x2≤123x1+ 3x2≤104x1+ 2x2≤8x1≥0, x2≥0首先将目标函数转换为标准形式:min z=-4000-3000M文件如下：f = [-4000;-3000];A = [3 4;3 3;4 2];b = [12;10;8];lb = zeros(2,1);[x,fval] = linprog(f,A,b,[],[],lb)结果如下图1所示：图12、结合MATLAB 图像的读写知识，请你写出具体MATLAB 图像读写方法，结合实例，给出图像读写步骤。
（20分）读写方法：imfinfo(FileNAme) %从FileNAme中获取或显示图像文件的特征数据[X,cmap]=imread(FileNAme) %读取变址图像的数据矩阵与伴随色图，并分别送给X 和cmapX=imread(FileNAme) %从FileNAme中读取强度图像或真彩图像的数据矩阵并送给X imwrite(X,cmap,FileName,Parameter,Value) %将变址图像写入文件imwrite（X ,FileName,Parameter,Value）%将强度图像或真彩图像写入文件[例2-1]M文件如下：I=imread('m2.png');imwrite(I,'m2.tif');[X,cmap]=imread('m2.tif');image(X);colormap(cmap);axis image off;结果如下图2所示：图23、结合课本第四章所提供的18种绘图方法，请实现其中8种绘图，提供程序代码及所绘制的图形。
（30分）（1）面域图面域图特别适合表达一个数据在总数中占据的比例。
[例3-1]某公司1998年-2002年的销售额、成本、利润如下表1所示，试用面域图表达之。
表1 某公司1998年-2002年的销售额、成本、利润一览表（单位：万元）M文件如下：sales=[520.8 824.9 931.7 920.8 901.8]; expence=[190.5 367.9 450.3 403.2 397.5]; x=1998:2002;area(x,sales,'FaceColor',[0.5 0.5 0.9],'EdgeColor','b','LineWidth',5); hold on;area(x,expence,'FaceColor',[0.5 0.9 0.5],'EdgeColor','b','LineWidth',3);hold off;set(gca,'XTick',[1998:2002]); set(gca,'Layer','top'); gtext('\leftarrow 销售额'); gtext('成本'); gtext('利润');xlabel('年份','FontSize',18);ylabel('利润=销售额-成本','FontSize',18);结果如下图3所示，用鼠标选择合适的位置后，文字会自动标注：图3（2）饼图饼图便于比较各个元素在一个整体中的比例。
年份利润=销售额-成本1998199920002001200201002003004005006007008009001000[例3-2]某年级学生成绩为：优秀12人，良好87人，中等75人，及格64人，不及格20人。
试利用饼图予以表达和分析。
M文件如下所示：X=[21 87 75 64 20];subplot(2,2,1);pie(X,[1 0 0 0 0]);legend({'优秀','良好','中等','及格','不及格'});subplot(2,2,2); pie(X,[0 0 0 0 1]); subplot(2,2,3);pie3(X,[1 0 0 0 0]); subplot(2,2,4);pie3(X,[0 0 0 0 1]);饼图如下图4所示：图4（3）火柴杆图火柴杆图把图中每个数据点画成一根曲线，且数据点处用圆圈表示，看起来很像火柴杆。
[例3-3]横坐标在0~2π之间均匀生成30个点，用不同颜色绘制a=sin(x)，b=cos(x)以及(a+b)的图形，其中(a+b)用火柴杆图绘制。
M文件如下：x=linspace(0,2*pi,30);a=sin(x);b=cos(x);plot_handle=plot(x,a,'-r',x,b,'-g'); hold on;stem_handle=stem(x,a+b); hold off;28%28%legend_handle=[plot_handle;stem_handl e];legend(legend_handle,'a=sin(x)','b=cos(x )','a+b'); xlabel('时间（单位：秒）'); ylabel('幅值'); title('a,b,a+b');结果如下图5所示：图5（4）阶梯图所谓阶梯图是指相邻两点之间的区间的所有值均为两点中起点的值，两点间应用阶梯线连接。
阶梯图主要用于表达数字系统的时程曲线等。
[例3-4]绘制区间[0,2π] 内sin(x)的阶梯图，步长取0.25。
M 文件如下：x=0:0.25:2*pi; y=sin(x);stairs(x,y,'-b'); %绘制阶梯图 xlabel('sin(x)阶梯图'); hold on;plot(x,y,'-r'); %绘制曲线 hold off; 结果如下图6所示：01234567时间（单位：秒）幅值a,b,a+b01234567sin(x)阶梯图图6（5）误差图误差图适于表现数据可信度或者相对于标准的偏离程度。
[例3-5]假设误差函数为5/length(x)，区间[0,1]，试绘制函数sin(x)在区间[0,10]内的误差图。
M文件如下：x=[0:0.5:10];y=10+x.^2;e=5*[0:1/(length(x)-1):1];errorbar(y,e);结果如下图7所示：图7（6）voronoi(沃若尼)图所谓voronoi图是指用voronoi多边形勾画每个点的最近邻范围。
[例3-6]voronoi图实例M文件如下：n=30;A=rand(n,1)-0.5;B=rand(n,1)-0.5;voronoi(A,B);结果如下图8所示：图8（7）“二维半”图所谓“二维半”图是指在二维图形中增加色彩，以区分不同特征，也称伪彩图。
[例3-7]绘制peaks函数的“二维半”图。
M文件如下：[X,Y,Z]=peaks(30); n=3;subplot(1,2,1); pcolor(X,Y,Z); colormap summer; shading interp; hold on;subplot(1,2,2); C=contour(X,Y,Z,n,'k:'); clabel(C);zmax=max(max(Z));zmin=min(min(Z));caxis([zmin,zmax]); colorbar;hold off;结果如下图9所示：图9（8）泛涵图MATLAB 提供函数fplot 用来绘制泛涵图。
该函数具有数据点自适应产生功能，在函数剧烈变化出，自动加密数据点，反之，则减少。
[例3-8]分别用泛涵图和通常的采样图绘制函数y=cos(tan(πx))，并加以比较。
M 文件如下：y=cos(tan(pi*x));n=length(x); %测算数据点，为图形对比做准备 subplot(1,2,1);fplot('cos(tan(pi*x))',[-0.4,1.4],2e-3); %用fplot 绘制泛涵图 xlabel('泛涵图效果');t=(-0.4:5/n:1.4)'; %等分采样 subplot(1,2,2);plot(t,cos(tan(pi*t))); %通常的绘图效果 xlabel('采样图效果'); 结果如下图10所示：-202-3-2-101230.795-22-6-4-2246图104、请在下列 21 个函数中，任意挑选 3 个函数进行 MATLAB 三维作图。
要求：①要给出每个函数作图的原始 MATLAB 程序及最终所绘的图；②任何两同学不得在函数选择上、作图原程序以及最后所绘的图完全一样。
（30 分）（1）F1: f (x , y )=100(x 2− y )2+ (1 −x )2 , − 2.048 <x , y < 2.048 M 文件如下：x=-2.048:0.5:2.048; y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=100*(X.^2-Y).^2+(1-X).^2 ; mesh(Z);colormap pink; hidden off;结果如下图11所示：图11（2）F4：f (x , y ) = (4− 2.1x 2+ xy +(−4+4y 2)y 2,−3≤x ≤3,−2≤y ≤2M 文件如下：-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81泛涵图效果采样图效果10x=-2:0.5:2;y=-2:0.5:2;[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=(4-2.1*X.^2+X.^4/3)*X.^2+X*Y+(-4+4*Y.^2)*Y.^2;mesh(Z);colormap pink;hidden off;结果如下图12所示：图12（3）F8:f(x,y)=peaks(x,y) x=acosucosvM文件如下：x=-2:0.1:2;y=-2:0.1:2;[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=peaks(X,Y);surf(X,Y,Z);结果如下图13所示：图13。
