下载文档原格式
Matlab程序设计介绍Matlab是一种强大的数值计算和科学数据可视化软件，广泛应用于工程、物理、数学、生物医学等领域。
它提供了丰富的函数库和工具箱，使得用户能够快速、高效地进行数据分析、模拟和可视化。
本文将介绍Matlab程序设计的基本概念和技巧，帮助读者快速入门并掌握基本的编程能力。
Matlab基础知识在开始编写Matlab程序之前，我们首先需要了解一些基础知识。
变量和赋值在Matlab中，变量是用来存储数据的容器。
可以使用等号（=）将一个值赋给一个变量。
例如：x = 10;这样就将数字10赋给了变量x。
矩阵和向量Matlab中最重要的数据结构是矩阵（matrix）和向量（vector）。
矩阵是一个二维数组，而向量是一个特殊的矩阵，只有一行或一列。
A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; % 定义一个3x3的矩阵b = [1; 2; 3]; % 定义一个3维列向量函数和脚本Matlab中的函数是一段可重复使用的代码，用于完成特定的任务。
函数可以接受输入参数，并返回输出结果。
例如：function y = square(x)y = x^2;end这是一个简单的函数，用于计算输入参数的平方。
脚本是一系列按顺序执行的命令。
在Matlab中，我们可以将一系列命令保存在一个.m文件中，然后通过运行该文件来执行这些命令。
例如：x = 10;y = square(x);disp(y);这个脚本首先定义了变量x，然后调用了上面定义的函数square，并将结果保存在变量y中，最后使用disp函数将结果输出到屏幕上。
控制流程Matlab提供了多种控制流程语句，用于根据条件执行不同的操作。
•if语句：用于根据条件判断是否执行某段代码。
if x > 0disp('x is positive');elsedisp('x is negative or zero');end•for循环：用于重复执行某段代码固定次数。
第六讲 MATLAB程序设计6.1 命令文件与函数文件（M文件）根据调用方式，M文件分为命令文件和函数文件两种。
命令文件：命令文件没有输入参数和输出参数，只是一系列命令行的堆积或集合。
系统执行命令文件的效果与在命令窗口中一条一条输入这些命令的效果相同，命令文件产生的所有变量都会保留在工作空间里。
命令文件的调用方法：在MATLAB的命令窗口中直接输入文件名（filename），按Enter键即可。
举例：x = 0:1/(10*pi):2*pi;y1 = sin(x);plot(x,y1,'ro-');title('sin(x)');xlabel('x轴');ylabel('y轴');legend('y1=sin(x)');M函数：M函数是为了计算过程中参数的传递、程序的嵌套调用而编写的M文件。
它用来定义一个函数，定义过程中必须指定函数名和输入输出参数，并由MATLAB 语句序列给出一系列的操作和处理，从而生成所需要的数据。
M函数文件包括：1、函数定义行。
表明该M文件包含一个函数，并且定义函数名、输入和输出参数。
2、函数体。
是所有计算过程和输入输出参数赋值的MATLAB代码。
3、注释。
注释语句以“%”开头，可以出现在M文件的任何地方。
%后的部分为不执行部分。
注：1）M函数返回参数多于一个变量时，应使用方括号；2）输入变量多于一个时，用“，”隔开；3）函数名与M文件名应同名；4）一个函数文件只能定义一个M函数。
【例6.1-1】建立函数文件ex5_1.mfunction y=ex5_1(t)%函数定义行y=sin(t).*exp(-t);%函数体(注意:文件名一定用ex5_1)调用(另编一个程序，或在命令窗口输入)：t=0:pi/50:pi;y=ex5_1(t);%函数调用plot(t,y);【例6.1-2】建立函数文件ex5_2.mfunction y=ex5_2(a,t)if a==1y=sin(t);elseif a==2y=sin(t).*exp(-t);elsey=cos(t).*sin(t);endplot(t,y);调用:t=0:pi/50:pi;a=1;y=ex5_2(a,t);【例6.1-3】建立函数文件ex5_3.m,该函数在ex5_3m.m中调用function [y1,y2,y3]=ex5_3(t)y1=sin(t);y2=sin(t).*exp(-t);y3=cos(t).*sin(t);function ex5_3m(t)x=sin(t);[s1,s2,s3]=ex5_3(x);plot(t,s1,t,s2,t,s3);调用程序：clear;t=0:pi/50:2*pi;ex5_3m(t);6.2 变量与数据类型1、变量变量是任何程序设计语言的基本单位。
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。
数值方法程序设计第一讲MATLAB编程基础
随机计算技术的发展，各种各样的应用软件越来越多，比如能够支持数学计算的软件就有多种：MATLAB、Mathmatica、Scilab等。MATLAB以其强大的矩阵计算能力使它在科学计算与工程设计中更具备竞争力，MATLAB集成了众多基本的数据处理功能，可以完美支持数值与非数值运算，本小节学习基于MATLAB的基本编程语法。
1、M文件由MATLAB语句构成的程序通常作为文件保存在后缀为.m的文件中，称为M文件，可以使用任何一种文本编辑器来编写M文件。M文件的文件名不能用汉字，也不能用数字开头，只能用英文字符开头，后缀数字等，长度可达255个字符。M文件一般有两种类型：script文件（称为正本文件）与function文件（称为函数文件）。
1.1正本文件
正本文件是由用户编写的一个包含一系列MATLAB正本的文本文件，在MATLAB工作空间的命令行提示符“>>”后敲入这个M文件的文件名就可以依次执行这个M文件中的每条语句。当需要从命令行中执行多条命令时可以使用script文件，为此你只需要将希望执行的命令逐行写入script文件中，并保存在MATLAB工作目录下。概括起来正本文件有如下特点：(1)不需要任何实参代入，也不能返回任何输出参数；(2)其中的变量作用于整个工作空间；(3)使用工作空间中的数据；(4)不需要用到任何MATLAB关键字，直接在其中写可以执行的MATLAB语句；(5)可以利用百分号作注释。（6）不能包含任何自定义函数。数值方法程序设计例题1本例说明一个script文件。如下语句计算一些三角函数在不同弧
度时的函数值，并绘制花瓣的图象。由于语句较多，不方便在命令行中一条一条地执行，现在将这些语句利用文本编辑器逐行写入一个M文件petals.m中，则形成了一个典型的script文件，并把它保存在MATLAB工作目录下。%文件名:petals.mtheta=-pi:0.01:pi;%角大小rho(1,:)=2*sin(5*theta).^2;%第一个花瓣rho(2,:)=cos(10*theta).^3;%第二个花瓣rho(3,:)=sin(theta).^2;%第三个花瓣rho(4,:)=5*cos(3.5*theta).^3;%第四个花瓣fork=1:4polar(theta,rho(k,:))%Graphicsoutputpauseend在命令行提示符后敲入文件名petals，则可以执行其中的每一条语句，结果产生四幅花瓣图象,见图1。如果你在命令行中敲入whos并回车，则可以看到这个文件中的所有变量，这说明script文件中的变量作用域为整个MATLAB工作空间。数值方法程序设计图1例题1所画的花瓣1.2函数文件
第三章 MATLAB程序设计基础 chapter 3: Foundation of MATLAB program design
一、 数据及数据文件(Data and Data file) 1. 数据类型：(Data mode) 为适应各种不同计算和处理的需求，MATLAB提供了多种数据类型，主要有： 数值数组(Numeric array)— 包括整形(int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32)单精度(signal), 双精度(duble)（MATLAB最常用的变量类型）,稀疏（sparce）数组。按维数分有一维、二维和多维数组。 Int--- Integrate. Uint---Unsigned Integer data 字符数组(Character array)：由字符串组成的数组 单元数组(Cell array)：用不同类型和大小的数组组成的数组，同一个元胞数组中各元胞的内容可以不同。 结构数组(Structure array)：与单元数组类似，但其数据的组织能力更强，更富于变化。 Java类（Java class）：由JavaAPI或第三方定义的类函数。 函数句柄(Function handle)：可以在一个参数列表中传递，并使用feval运行. 在工作空间浏览器中不同的数据类型有着不同的图标标识。 2. 数据文件(Data file) MATLAB支持的各种数据文件(Readable file formats of MATLAB)的主要类型及其存取方法如下述：
（1）二进制数据文件:(Binary date file) 以.mat为扩展名。是标准的MATLAB数据文件，以二进制编码形式存储。.mat文件可以由MATLAB提供的save和load命令直接存取。 （2）ASCⅡ码数据文件：（ASCⅡ code data file）扩展名为.txt, .dat等， 可以是在MATLAB环境下存储的，也可能是其他软件的计算结果，可以被MATLAB调用，也可以用文本编辑器打开进行观察与修改。 可以用save和load命令进行读入和存取。 (3).图象文件:(Graphics file) 扩展名为.bmp, .jpg .tif等，用于图形图象处理，可以用imread和imwrite命令进行读入和存取。 (4).声音文件: (Sound file) 扩展名为.wav ,用waveread 和 wavwrite命令进行读入和存取。 Readable file formats. Data formats Command Returns MAT- MATLAB workspace load Variables in file. CSV- Comma separated numbers csvread Double array. DAT- Formatted text importdata Double array. DLM- Delimited text dlmread Double array. TAB- Tab separated text dlmread Double array. Spreadsheet formats XLS - Excel worksheet xlsread Double array and cell array. WK1- Lotus 123 worksheet wk1read Double array and cell array. Scientific data formats CDF - Common Data Format cdfread Cell array of CDF records FITS- Flexible Image Transport System fitsread Primary or extension table data HDF - Hierarchical Data Format hdfread HDF or HDF-EOS data set Movie formats AVI - Movie aviread MATLAB movie. Image formats TIFF - TIFF image imread Truecolor, grayscale or indexed image(s). PNG - PNG image imread Truecolor, grayscale or indexed image. HDF - HDF image imread Truecolor or indexed image(s). BMP - BMP image imread Truecolor or indexed image. JPEG - JPEG image imread Truecolor or grayscale image. GIF - GIF image imread Indexed image. PCX - PCX image imread Indexed image. XWD - XWD image imread Indexed image. CUR - Cursor image imread Indexed image. ICO - Icon image imread Indexed image. RAS - Sun raster image imread Truecolor or indexed. PBM - PBM image imread Grayscale image. PGM - PGM image imread Grayscale image. PPM - PPM image imread Truecolor image. Audio formats AU - NeXT/Sun sound auread Sound data and sample rate. SND - NeXT/Sun sound auread Sound data and sample rate. WAV - Microsoft Wave sound wavread Sound data and sample rate.
3. 数据输入向导(Import wizard) File 菜单下的工具Import Wizard用于将各种类型数据文件中的数据导入工作空间，称为数据输入向导。在 Import 对话框中输入需要导入的数据文件名后出现Import Wizard窗口，可预观测将要导入的数据、显示图象、播放声音等。 几种数据的导入： (1) mat数据文件( mat data file) 调入途径： File 输入文件名，也可用Browse打开文件浏览器选择输入文件；Clipboard，数据从剪贴板中调入。 窗口内容：左侧，变量名称、大小、类型。右侧观察前10行10列信息。 Next： 显示数据输入向导窗口第二页。 （2）ASCⅡ码数据文件：(ASCⅡ code data file) 输入ASCⅡ数据文件名---选择显示数据内容 （data）或头文本内容（textdata）---选择Next下一页进行导入内容选择（通过钩选决定将何变量导入工作空间）---- 按Finish 完成导入操作或按Cancel终止数据的导入。 （3）图象数据文件：(Graphics data file) 输入图形数据文件名---点击show image（可在图象上拖曳放大区域）------按Finish 完成数据导入（或按Cancel终止数据导入）。 （4）声音数据文件：(Sound data file) 输入声音数据文件名---点击Play Sound弹出一个显示声音数据波形的图形窗口（按Play agine按钮重新播放声音，按Done按钮关闭预观察窗口）------按Finish 完成数据导入（或按Cancel终止数据导入）。 （5）剪贴板的数据：(Clipboard data) 需要导入已存放在系统剪贴板中的数据，点数据输入向导窗口中的Clipboard选项，--Next进入下一页--按Finish 完成数据导入（或按Cancel终止数据导入）。 二． M文件(M-file) MATLAB 的两种工作方式：1，交互式命令操作方式(interactive mode)—通过命令窗口进行交互式操作；2，M文件(M-file) 的编程工作方式(programming mode)。 1． M文件编程：(M-file program)可用普通文本编辑器编制 MATLAB文件，文件由纯ASCⅡ字符组成，确定文件名后加.m扩展名，称为M文件。 MATLAB提供了一个方便的编辑/调试器，功能较多，推荐使用。 建立M文件的一般步骤：(normal process of M- file creating) （1） 打开文件编辑器：(Opening the file editor) 最简单的方法是在操作桌面的工具栏上选择新建文件键（New M- File）或打开已有文件键(Open File),也可以在命令窗口输入命令edit建立新文件或输入edit filename, 打开名为filename 的M文件； （2） 编写程序内容：(Compose the program content) 编写新的文件或修改已有文件； （3） 保存文件：(save file) 文件运行前必须完成保存操作，与一般的文件编辑保存操作相同； （4） 运行文件：(running file) 在命令窗口输入文件名即可运行。如要在编辑器中直接完成运行，可在编辑器的Debug菜单下save and run选项，或按Run快捷键，最快捷的方法是直接按F5键执行运行。 M文件有两种形式：命令(脚本)文件（Script File）和函数文件(Function File)
2. 命令文件: (Script File) M文件中最简单的一种，是可用于自动重复执行的一组MATLAB命令和函数组合，不需输出输入参数，用M文件可以调用工作空间已有的变量或创建新的变量。运行过程中产生的变量都是全局变量。 建立一个命令文件等价于从命令窗口中顺序输入文件里的命令，程序不需要预先定义，只要依次将命令编辑在命令文件中，再将程序保存成为扩展名为.m的M文件即可。
