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第6章 MATLAB程序设计
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你可能喜欢MATLAB快速入门(转)
MATLAB是一种功能非常强大的科学计算软件. 在正式使用它之前应对它有一个整体
的认识. 本章将介绍MATLAB的基本内容, 主要包括MATLAB的历史和特点,
MATLAB6.x的新特点,
MATLAB6.x的安装过程及一些网络资源等. 由于MATLAB的工具箱和模块集种类繁多, 因此,
可采用SWYN(Select What You
Need)安装模式.
本章给出各组件的简单说明,
用户可以根据自己的需要选择安装.
对MATLAB的桌面环境的介绍可以使用户在使用时得心应手. MATLAB具有强大的帮助系统, 了解这些帮助系统对MATLAB的学习和使用都是非常主要的. 帮助系统主要包括在线帮助系统, 演示系统和命令查询等.
本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版.
&1.1 MATLAB6.x简介
MATLAB源于MATrix LABoratory一词, 原意为矩阵实验室. 一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件. 随着MATLAB的逐渐市场化,
MATLAB不仅具有了数值计算功能, 而且具有了数据可视化功能. 自MATLAB4.1版本开始,
MATLAB拥有了它自己的符号运算功能,
MATLAB的应用范围进一步拓宽.
在MATLAB6.x版本中, 它不仅在数值计算, 符号运算和图形处理等功能上进一步加强, 而且又增加了许多的工具箱. 目前,
MATLAB已拥有数十个工具箱,
例如, 控制工具箱(Control Toolbox),
信号处理工具箱(Signal Processing
Toolbox), 通信工具箱(Communication Toolbox)和专用图形处理工具箱(Specgraph Toolbox)等, 这些工具箱可以供不同专业的科技人员使用. 特别在最新的MATLAB6.x版本中, 计算速度又有了明显的提高.
MATLAB是真正面向21世纪的科学计算软件.
1.1.1 MATLAB语言主要特点
1．功能强大
MATLAB4.0以上(不包括4.0版本)的各版本,
不仅在数值计算上继续保持着相对其他同类软件的绝对优势, 而且还开发了自己的符号运算功能. 特别是MATLAB6.x版本在符号运算功能上丝毫不逊于其他各类软件, 如MathCAD, Mathematica等软件. 用户只要学会了MATLAB6.x, 就可以很方便地处理线性代数中的矩阵计算, 方程组的求解, 微积分运算,
多项式运算,
偏微分方程求解,
统计与优化等问题.
在数值计算过程中, MATLAb中许多功能函数都带有算法的自适应能力, 且算法先进, 大大解决了用户的后顾之忧, 这也大大弥补了MATLAB程序因非可执行文件而影响其速度的缺陷, 因为在很多实际问题中, 计算速度对算法的依赖程度大大高于对算法本身的依赖程度. 另外,
MATLAB提供了一套完善的图形可视化功能, 为用户向别人展示自己的计算结果提供了广阔的空间. 图1.1.1就是利用MATLAB绘制的三维图形.
2. 语言简单
如果一种语言的功能非常强大, 但语言本身却晦涩难懂, 那么它绝非是一个成功的语言.
MATLAB在此方面是成功的,
它允许用户以数学形式的语言编写程序,
比BASIC, FORTRAN,
UNIX等语言更接近于书写计算公式的思维方式. 它的操作和功能函数指令就是以平时计算机和数学书上的一些简单英文单词表达的. 由于它在很长一段时间内是用C语言开发的, 它的不多的几个程序流控制语句同C语言差别甚微,
初学者很容易掌握.
MATLAB语言的帮助系统也很完备, 用户可以方便地查询到想要的各种信息.
& xmlnamespace prefix ="v" /&& xmlnamespace prefix
图1.1.1& MATLAB三维图形示例
3. 扩充能力强,
可开发性强
MATLAB能发展到今天这个程度, 它的可扩充性和可开发性起着不可估量的作用. MATLAB本身就像一个解释系统, 对其中的函数程序的执行以一种解释执行的方式进行. 这样最大的好处是MATLAB完全成了一个开放的系统, 用户可以方便地看见函数的源程序, 也可以很方便地开发自己的程序, 甚至可以创建自己的工具箱.
另外, MATLAB可以方便地与FORTRAN, C等语言接口, 以充分利用各种资源. 用户只需将已有的EXE文件转换成MEX文件,
就可以很方便地调用有关程序和子程序.
MATLAB和Maple有很好的接口, 这也大大扩充了MATLAB的符号运算功能.
4. 编程容易, 效率高
从形式上看, MATLAB程序文件是一个纯文本文件, 扩展名为m.
用任意字处理软件都可以对它进行编写和修改,
因此程序易调试,
人机交互性强.
另外, MATLAB6.x还具有比较健全的调试系统, 调试方便,
2000年下半年,
Mathworks公司推出了MATLAb6.0的试用版本, 并于2001年初推出了正式版. 紧接着,
于2002年7月又推出了他们的最新产品MATLAB6.5, 并升级了Simulink到5.0版本.
MATLAB6.x 不同于其前版本的最突出之处是：向用户提供前所未有的成系列的交互式工作界面. 下面详细介绍MATLAB6.x的新特点.
1.1.2 MATLAB6.x的新特点
与MATLAB5.x版本相比较,
MATLAB6.x版本在各个方面都进行了很大的改进和补充, 增加了许多新功能和更加有效的处理方法, 甚至在整个系统的结构上也做了较大的改进.
1. 开发环境
与MATLAB5.x相比,
MATLAb6.x改进了原有的系统结构, 将各种对MATLAB应用提供支持的系统集成为全新的MATLAB开发环境, 其中最明显的是集各种对MATLAB文件数据变量进行操作的工具以及MATLAB自身的辅助工具为一体的MATLAB桌面系统. 该桌面系统就是用户对MATLAB操作的 面板. 从开始应用MATLAB到退出MATLAB, 几乎所有的操作都在桌面系统内完成.
在开发环境中, MATLAB6.x也提供了更为强大的帮助功能, 几乎所有的帮助都可以以在线帮助的形式完成, 同时也提供了一种全新的帮助浏览器, 更加方便用户获得所需要的信息.
在网络间使用MATLAB时,
可以通过MATLAB6.x提供的工具箱路径缓冲功能以加快MATLAB的启动速度.
为了方便数据的读取, MATLAB6.x提供了数据编辑器, 以完成从MATLAB外部便捷地读取数据的功能, 通过该编辑器可以实现多种数据类型的转换.
MATLAB6.x在数据处理上也提供了许多新功能, 不仅增加了许多新函数, 也调整了部分函数的功能.
首先,& MATLAB 6.x的矩阵运算基于LAPACK一种大型的线性代数FORTRAN函数库, LAPACK扩展了MATLAB的计算功能, 也提高了MATLAB处理大规模计算的速度, 同时在MATLAB6.x中几乎所有的矩阵运算都会附带计算的截断误差.
具体地说, MATLAB6.x增加了许多矩阵运算细节的处理. 例如, 细化了特征值的计算, 增加了最新的矩阵分解方法等功能.
对于希疏矩阵的运算, MATLAB6.x也提供了全新的处理方法, 并对原函数做了适当的优化, 以提高其运算效率及运算能力. 例如,
增加了symmlq, minres,
lsqr等函数,& 用于迭代求解对称正定问题以及最小二乘问题.
此外, MATLAB6.x通过基于Qhall的函数扩展了Delaunay型函数系的功能; 在MIT的FFTW函数库的基础上重新构建了快速傅里叶变换(FFT); 增加了许多微分方程的求解方法; 改进了quad函数的算法, 并引进了新的正交化函数quadl, 该函数能够更快速, 更准确以及更稳定地处理正交问题, 同时还可以较好地处理正交化过程中的奇异问题.
MATLAB6.x的另一个重要革新是扩展了函数的调用功能, 同时引进了曲线拟合以及数据统计界面, 方便了具体操作中的使用.
3.程序和数据结构
在程序处理过程中, MATLAB6.x的一个重要变化就是引入了函数句柄(Function Handles)数据类型. 用户可以为任何MATLAB函数创建函数句柄, 并以该函数句柄作为相应函数的参照, 由此方便对函数的操作.
MATLAB6.x相应地提供了一系列的函数, 对函数句柄进行操作.
在程序流程控制中,& MATLAB6.x增加了continue语句, 以配合for或while循环语句的操作.
MATLAB6.x也提供了许多程序设计的辅助函数,如beep,
isvarname等.同时,对MATLAB的数据类型做了进一步的扩充, 而且取消了对M文件编辑长度的限制.
更有意义的是最新的MATLAB6.x版本中提供了JIT程序加速器,
大大提高了程序的运行速度.
对于一般的程序,
对比不同版本的运行速度时发现,
新版本的运行速度甚至可以提高上百倍甚至几百倍!
4. 图形处理
MATLAB6.x中有一个对图形对象属性进行设置的新增图形属性编辑的界面, 该界面比MATLAB5.x中的界面功能更加全面, 操作也更为方便.
MATLAB6.x对图形的输出也做了适当的改进, 提供了更为丰富的属性设置, 以提高图形输出的效果.
5. 用户图形界面
与以前版本相比, MATLAB6.x的图形用户界面(GUIs)的设计更加灵活, 对GUIs编辑工具也做了相应的改进.
6. 应用程序接口
对应用程序接口最主要的改进是在MATLAB6.x中增加了与Java的接口,
并为实现两者的数据交换提供了相应的函数库.
对原有的应用程序接口,
MATLAB6.x也做了适当的修改和改进.
&1.2 MATLAB的安装和内容选择
随着软件功能的不断增强, MATLAB对计算机硬件环境的要求也越来越高. MATLAB本身适应于许多机种和系统, 如IBM-PC, Macintosh和Unix工作站等.
本节将介绍在操作系统为Microsoft Windows XP
Professional 的PC上安装MATLAB6.5的具体步骤.
将MATLAB6.5的安装光盘放入光驱, 一般情况下,
系统会自动搜索到autorun文件并进入安装界面. 对已经安装MATLAB的用户, 界面会一闪而过或者根本看不到界面的出现, 这时系统认为安装已经完成, 此时用户可以自己执行安装盘内的setup.exe文件启动MATLAB的安装程序.
当用户填写注册信息及接受使用协议后, 将进入MATLAB的选择安装界面, 如图1.2.1所示.
用户可以依使用的要求有选择地安装各组件.
此界面同时显示了所需磁盘空间的大小与当前磁盘可用空间大小的信息, 可以依此更改安装目录.
图& 1.2.1 MATLAB组件选择界面
完全安装MATLAB6.x需要1.5GB以上的硬盘空间, 对一般的计算机用户来说, 这不是个小数目, 并且即使有足够的空间, 许多工具箱软件包也可能在相当长的时间根本用不到, 因此选择安装就显得很主要了.
表1.2.2列出了供选择的各个选项的具体解释. 用户可以参照此表中的解释旋转所需要的工具箱. 对于按照本书内容学习的初学者, 选择带星号*的内容就可以了,
大约需要250MB的硬盘空间. 对于硬盘很大的用户, 最好根据需要安装, 不要以为多多益善, 否则会影响运行速度.
MATLAB6.x的安装及卸载功能也是很友好的, 不同时安装的内容可不同时卸载.
表1.2.2 MATLAB各组件的功能
MATLAB主程序, 最核心的部分.
用方块图建模和仿真;主要用微分和差分方程描写的非线性动态系统
CDMA Reference
CDMA参考模块板
Communications
通信模块集
Communications
通信工具箱
*Control System
MATLAB涉及控制的工具箱有十多个,本工具箱是最基本的, 是解决控制问题所必选的.
DSP Blockset
数字信号模块集
DATA Acquisition
数据采集工具箱
Database Toolbox
数据库工具箱
Datafeed Toolbox
数据流入工具箱
Dials and Gauges
刻度标尺模块集
Excel Link
Filter Design
滤波器设计工具箱
Financial Derivatives
金融系统工具箱
Financial Time Series
金融时间系列工具箱
Financial Toolbox
金融财政工具箱
Fixed-Point
定点模块集
Fuzzy Logic
模糊逻辑工具箱
&1.3 MATLAB快速入门
MATLAB的入门级学习是比较容易的事.但同时 MATLAB是一个很复杂的程序, 功能强大.
要用好MATLAB,
需要有一定的数学基础,
还要熟悉Windows的基本操作.
1.3.1 启动MATLAB
启动MATLAB有多种方式. 最常用的方法是双击系统桌面的MATLAB图标,
也可以在开始菜单的程序选项中选择MATLAB快捷方式, 也可以在MATLAB的安装路径的bin目录中的子目录win32中双击可执行文件matlab.exe.
&初次启动MATLAB后,
将进入MATLAB默认设置的桌面平台, 如图1.3.1所示.
&&MATLAB的桌面平台
Desktop 桌面平台简介
默认情况下的桌面平台包括以下几个主要窗口, 分别是MATLAB主窗口命令窗口(Command Window) 历史窗口(Command History) 当前目录窗口(Current Directory) 工作空间管理窗口(Workspace) 交互界面分类目录窗口(Launch Pad)等. 图1.3.1是6.5版Desktop桌面平台的缺省外形. 该桌面的上层有3个最常用的窗口:
命令窗口历史窗口工作间管理窗口,
在窗口的左下角新增加了开始按钮.
在缺省情况下,
还有一个只能看见窗口名的常用交互窗口:
当前目录窗口.
下面分别对各窗口做简单介绍.
MATLAB主窗口
与MATLAB的早期版本不同的是,
MATLAB6.x增加了一个主窗口, 如图1.3.1所示.
他的几个窗口都包含在这个大的主窗口中.
主窗口不能进行任何计算任务的操作,
只用来进行一些整体的环境参数的设置.
它主要包括6个下拉菜单和10个按钮控件, 下面对10个按钮控件做简单介绍.
各按钮控件说明如下:
&& &&&&&&&新建或打开一个MATLAB文件;
剪切复制或粘贴已选中的对象;
撤消或恢复上一次操作;
&&&&&&&&&&&
打开Simulink主窗口;
&&&&&打开MATLAB的帮助系统;
设置当前路径.
命令窗口(Command
MATLAB的命令窗口位于MATLAB桌面平台的右边方, 如图1.3.1. 假如用户希望得到脱离桌面平台的几何独立命令窗口, 只要点击该命令窗口右上角的&&&&&&
, 就可获得如图1.3.2所示的命令窗口. 其中,
&&为指令行提示符, 表示MATLAB正处在准备状态. 当在提示符后输入一段运算式并按enter键后,
MATLAB将给出计算结果,
然后, 再次进入准备状态.
MATLAB的命令窗口
该命令窗口的外貌和操作方式与以前版本基本相同.
6.5版本的命令窗口与以前版本的命令窗口的主要外观差别有:
(1) 在菜单条中, 改变了菜单项View内容,
增加了菜单项Web. 前者用来处理该命令窗口和
桌面平台间的几何关系,
以及桌面平台的外观.
后者用来实现与MATLAB生产商MathWorks公司的Internet联系.
(2)6.5版本中在MATLAB菜单项Edit中增加了寻找(Find)功能,
点击该项弹出一个寻找对话框,
键入关键词,
可选择在命令窗口,
在当前路径下, 在整个MATLAB路径下或在其路径下的M文件中进行搜索.
(3)6.x版本在WIN95或98平台上运行时,
命令窗口中有指令行提示符&&,
以前版本则没有提示符.
(4)6.x版本命令窗口对关键词(如if, while.
For等)字符串注释普通指令表达式等采用不同颜色表示. 其用色的缺省设置与MATLAB编辑器中情况相同. 用户若想改变设置, 可以通过下拉菜单项File:
Preferences进行操作.
· 如果用户希望让独立的命令窗口嵌放回桌面平台,
则只需要选中命令窗口View: Dock Command
Window下拉菜单项即可.
3. 历史窗口 (Command History)
历史窗口在MATLAB的早期版本中曾有过雏形, 在MATLAB6.x中再次出现, 而且被赋
予了更加强大的功能.
在缺省情况下, 历史窗口在MATLAB桌面平台的左下侧前台, 如图1.3.3.
图1.3.3&& 历史窗口
历史窗口记录着用户在MATLAB命令窗口中输入过的所有指令行. 历史记录包括:
每次启动MATLAB的时间, 以及每次开启MATLAB后在命令窗口中运行过的所有指令行.
历史窗口具有多种应用功能: 单行或多行指令的复制和运行生成M文件等. 在6.5版本中,
又增加了如下几个功能:
历史命令的内容打印使用查找对话框搜索历史窗口中的内容设置历史命令的自动保存等.
例1.3.1再运行图1.3.4所示历史窗口中的3行指令.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&图1.3.4& 运行历史窗口的演示
具体步骤如下: 下利用组合操作Ctrl+鼠标左键分别点亮如图1.3.4所示历史窗口中的3行指令;
当鼠标光标在点亮区时,
点击鼠标右键,
引出现场菜单;
选中现场菜单项Evaluate
Selection,
计算结果就出现在命令窗口中,
如图1.3.4.
· 历史指令的复制操作步骤大抵相同,
但在现场菜单中选Copy项.
· 单行历史指令的再运行操作更简单,
只要用鼠标左键双击所需的那行指令即可.
当前目录窗口(Current
Directory)
在缺省情况下, 当前目录窗口位于MATLAB桌面平台的左下方后台, 如图1.3.1. 点击窗标Current Directory可使该窗口在前台显现. 图1.3.5所示是脱离桌面平台的独立的当前目录窗口.
& &图1.3.5& 当前目录窗口
图1.3.5展示的是当前目录窗口. 自上而下,
它的组件有:
菜单条当前目录设置区工具条文件详细列表M或MAT文件描述区等. 注意,
在缺省情况下的当前目录窗口没有M或MAT文件描述区.
文件详细列表区有多种应用功能: 运行M文件装载MAT数据文件编辑文件等. 详见表1.3.2.
&&&&&&&&&&
文件详细列表区主要应用功能的操作方法
简捷操作方法
点亮待运行文件:按鼠标右键引出现场菜单, 选中Run菜单项即可
点亮待运行文件:按鼠标右键引出现场菜单, 选中Open菜单项,此文件就出现在编辑/调试器中
鼠标左键双击M文件
把MAT文件全部数据输入内存
点亮待装数据文件:按鼠标右键引出现场菜单, 选中Open菜单项,此文件的数据就全部装入该工作内存
鼠标左键双击MAT文件
把MAT文件全部部分数据输入内存
点亮待装数据文件:按鼠标右键引出现场菜单, 选中Import
DATA菜单项,引出数据预览选择对话框Import Wizard,在该框中选择待装数据变量名,点击 Finish键,
就完成操作
· 改变当前目录窗口的方法是:
选择下拉菜单File:Preferences, 引出Preferences对话框, 在右下方选择不同条目即可.
·假如点亮某M文件, 那么文件列表中的Description将显示该M文件帮助解释的内容, 而最下方的文件描述区将显示: 该M文件的其余帮助注释内容. 用户从这些帮助内容, 可以清楚了解该M文件的用法.
·假如点亮某MAT文件,
那么最下方的文件描述区将显示:
文件所含的变量名大小字节数及类型.
·MATLAB刚开始工作时的缺省当前目录之一是matlab6.x\work. 在该缺省当前目录下存放用户文件是允许的安全的
MathWork公司之所以设计这样一个目录, 就是供用户使用的.
5. 工作间管理窗口
(Workspace)
工作间管理窗口是MATLAB的重要组成部分,其缺省地放置在桌面平台的左上侧后台, 如图1.3.1. 点击桌面平台左上侧框下方的Workspace窗标, 可使工作间管理窗口出现在桌面平台的前台. 图1.3.6是独立的工作间管理窗口..
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1.3.6 工作间管理窗口
工作管理窗口中将显示目前内存中所有的MATLAB变量的变量名数学结构字节数以及类型, 不同的变量类型分别对于不同的变量名图标.
MATLAB在执行M文件时,
将把该M文件的数据保存到其对应的工作间中. 为了区别,
命令窗口的工作间(也包括全局变量的工作间)被标记为基本工作间. 因此,
此控件用于调试M文件时实现不同工作间之间的切换.
6. 交互界面分类目录窗口 (Launch Pad)
交互界面分类目录窗口(Launch Pad)是MATLAB6.x版本所特有的, 用来说明用户所拥有的MathWorks公司产品的工具包演示帮助以及各种应用界面等. 用户借助鼠标点击条目名称, 就可打开相应的交互界面, 使用十分方便,
如图1.3.7.
&&&&&&&&&&&
图1.3.7& 交互界面分类目录窗口
&1.4 帮助系统
与其他科学软件相比, MATLAB的一个突出优点就是帮助系统非常完善, 不管用户以前是否使用过MATLAB, 都应尽快了解和掌握6.x版本的帮助系统, 这是因为6.x版本的帮助系统的帮助方式和内容层次都发生了本质变化. 从总体上来看, 它的帮助系统大致可以分为3大类.
联机帮助系统
命令窗口查询帮助系统
联机演示系统
用户在学习MATLAB过程中, 理解掌握和熟练运用这些帮助系统是非常重要的. 下面
将分别对它们进行详细介绍.
联机帮助系统
与以往版本的联机帮助系统不同, MATLAB6.x的联机帮助系统更为全面, 简直就是一本MATLAB的百科全书. 进入MATLAB联机帮助系统的方法有很多, 下面介绍其中的3中.
点击MATLAB主窗口工具条中的& ?&
选中下拉菜单Help: MATLAB
在命令窗口执行helpwin,
helpdesk或doc.
以上三种方法都可以进入如图1.4.1所示的联机帮助窗口.
联机帮助窗口包括帮助导向页面和帮助显示页面两部分.
&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&图1.4.1& 联机帮助窗口
帮助导向含有一个工具栏,
如图1.4.2所示. 在这里可以选择帮助主题(MATLAB帮助系统对帮助信息的分类)的显示方式, 显示所有帮助主题还是只显示指定的帮助主题. 指定主题可以通过Select选项设置, 单击它之后出现如图1.4.3所示的界面. 指定主题可以是外加的帮助主题, 也可以是帮助系统中的某个或某几个帮助主题. 例如,
图1.4.3中只显示MATLAB自带的一个帮助主题.
图1.4.2 帮助导向的工具栏
帮助导向页面中还含有4个按钮,
分别显示帮助主题(Contents)帮助索引(Index)帮助查询(Search)以及用户自定义帮助主题集(Favorites), 如图1.4.4所示.
&&&&&&&&&&&&&
图1.4.3 指定帮助主题设置
图1.4.4 帮助导向页面
图1.4.5& 帮助信息窗口
此外, 帮助页面还有一个显示帮助信息的窗口, 如图1.4.5所示.
在窗口的文本框中显示当前的帮助主题.
可以在其中更改帮助的主题,
也可以单击Add to
Favorites选项将当前的帮助主题加入用户自定义帮助主题集中, 这样就可以集中用户常用的帮助主题, 方便以后查找.
命令窗口查询帮助
熟练的用户可以使用更为快捷的命令窗口查询帮助. 这些帮助主要可以分为help系列lookfor系列和其他常用帮助命令.
1. help 系列
help系列的帮助命令有help, help+函数(类)名,
helpwin及helpdesk,
其中后两者是用来调用联机帮助窗口的.
下面介绍前两个命令.
help命令是最常用的命令. 在命令窗口中直接输入help命令将会显示当前的帮助系统中
所包含的所有项目,
及搜索路径中所有的目录名称,
结果如下所示.
matlab\general&&&&&&
-& General purpose commands.
matlab\ops&&&&&&&&&&
-& Operators and special
characters.
matlab\lang&&&&&&&&&
-& Programming language
constructs.
matlab\elmat&&&&&&&&
-& Elementary matrices and matrix
manipulation.
matlab\elfun&&&&&&&&
-& Elementary math functions.
......&&&&
......&&&&&
For more help on directory/topic,
type "help topic". &
For command syntax information, type "help
&&help help
&& HELP On-line
help, display text at command line.
HELP, by itself, lists all primary help topics.&
Each primary topic
corresponds to a directory name on the
MATLABPATH.
......&&&&
......&&&&&
......&&&&&&
For tips on creating help for your m-files 'type
also LOOKFOR, WHAT, WHICH, DIR, MORE.
Overloaded methods
cgmathsobject/help.m
cvtest/help.m
cvdata/help.m
help+函数(类)名
在实际应用中, 这是最有用的一个帮助命令, 可以辅助用户进行深入的学习和应用. 举例
Help+函数类名
&& help elfun
Elementary math functions.
& Trigonometric.
sin&&&&&&&&
sinh&&&&&&&
- Hyperbolic sine.
asin&&&&&&&
- Inverse sine.
asinh&&&&&&
- Inverse hyperbolic sine.
cos&&&&&&&&
cosh&&&&&&&
- Hyperbolic cosine.
acos&&&&&&&
- Inverse cosine.
acosh&&&&&&
- Inverse hyperbolic cosine.
tan&&&&&&&&
- Tangent.
tanh&&&&&&&
- Hyperbolic tangent.
atan&&&&&&&
- Inverse tangent.
atan2&&&&&&
- Four quadrant inverse tangent.
atanh&&&&&&
- Inverse hyperbolic tangent.
sec&&&&&&&&
sech&&&&&&&
- Hyperbolic secant.
asec&&&&&&&
- Inverse secant.
asech&&&&&&
- Inverse hyperbolic secant.
csc&&&&&&&&
- Cosecant.
csch&&&&&&&
- Hyperbolic cosecant.
acsc&&&&&&&
- Inverse cosecant.
acsch&&&&&&
- Inverse hyperbolic cosecant.
cot&&&&&&&&
- Cotangent.
coth&&&&&&&
- Hyperbolic cotangent.
acot&&&&&&&
- Inverse cotangent.
acoth&&&&&&
- Inverse hyperbolic cotangent.
&......&&&&
......&&&&&
......&&&&&&
& Rounding and remainder.
fix&&&&&&&&
- Round towards zero.
floor&&&&&&
- Round towards minus infinity.
ceil&&&&&&&
- Round towards plus infinity.
round&&&&&&
- Round towards nearest integer.
mod&&&&&&&&
- Modulus (signed remainder after division).
rem&&&&&&&&
- Remainder after division.
sign&&&&&&&
help elmat &
Elementary matrices
and matrix manipulation.
&& Elementary
zeros&&&&&&
- Zeros array.
ones&&&&&&&
- Ones array.
eye&&&&&&&&
- Identity matrix.
......&&&&&
help+函数名
EYE Identity
EYE(N) is the N-by-N identity matrix.
EYE(M,N) or EYE([M,N]) is an M-by-N matrix with 1's
diagonal and zeros elsewhere.
EYE(SIZE(A)) is the same size as A.
See also ONES, ZEROS, RAND,
2. lookfor函数
当用户知道某函数名而不知其用法时, help命令可以帮助用户正确地了解此函数的用法. 然而, 若有查找一个不知其确切名称的函数名时, help命令就远远不能满足需要了. 这种情况下,
可以用lookfor命令来查询根据用户提供的关键字搜索相关的函数.
lookfor fourier
FFT Discrete Fourier
transform.
FFT2 Two-dimensional
discrete Fourier Transform.
FFTN N-dimensional discrete
Fourier Transform.
IFFT Inverse discrete
Fourier transform.
IFFT2 Two-dimensional
inverse discrete Fourier transform.
IFFTN N-dimensional inverse
discrete Fourier transform.
DFTMTX Discrete Fourier
transform matrix.
INSTDFFT Inverse
non-standard 1-D fast Fourier transform.
NSTDFFT Non-standard 1-D
fast Fourier transform.
Discrete Fourier transform matrix in a Galois
FFT Discrete Fourier
transform.
IFFT Inverse Discrete
Fourier transform.
Transform-domain adaptive filter using discrete Fourier
transform.
Quantized Fast Fourier Transform.
FOURIER Fourier integral
transform.
IFOURIER Inverse Fourier
integral transform.
Lookfor的查询机理是: 它对MATLAB搜索路径中的每个M文件的注释区的第一行进行扫描, 一旦发现此行中含有所查询的关键字, 则将该函数名及第一行注释全部显示在屏幕上.
3. 其他帮助命令
MATLAB中还有一些可能经常用到的查询帮助命令, 如下所示.
exist&& 变量检验函数
目录中文件列表
内存变量列表
内存变量详细列表
which&& 确定文件位置
1.4.3 联机演示系统
对于MATLAB或者其中某个工具箱的初学者, 最好的方法就是查看MATLAB的联机演示系统.
单击MATLAB主窗口菜单条的HelpDemons选项,
或者在命令窗口输入demons命令,
或者直接在帮助页面上选中Demons选项,
将进入MATLAB帮助系统的主演示页面, 如图1.4.6所示.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1.4.6 MATLAB的主演示页面
页面的左边是可以演示的选项, 双击某个选项即可进入具体的演示界面, 图1.4.7所示的是选中MATLABMatricesGraphs
and Matrices的情况.
图1.4.8所示为运行后的某一结果图, 绘制此图形的MATLAB语句显示在图形下面的文本框里, 便于用户的学习和使用.
&&&&&&&&&&&&&&&
图1.4.7 Graphs and Matrices演示
图1.4.8 运行结果显示
1.4.4 常用的命令和技巧
1. 一些通用的命令
在使用MATLAB之前,
我们还需要了解一些通用的命令.见表1.4.1.
表1.4.1 通用命令表&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
显示或改变工作命令
图形保持开关
显示目录下的文件
显示变量或文字内容
显示文件内容
显示搜索目录
清理内存变量
保存内存变量到指定文件
清除图形窗口
加载指定文件的变量
收集内存碎片, 扩大内存空间
日志文件命令
清除工作窗
推出MATLAB
工作窗信息显示开关
调用DOS命令
2. 一些常用操作技巧
在MATLAB的使用过程中常常会用到一些输入技巧, 可以在输入命令的过程中起到事半功倍的效果. 表1.4.2就列出了可能用到的一些技巧.
表1.4.2 命令行的输入技巧
Ctrl+p, 调用上一行
Ctrl+a, 光标置于当前行开头
Ctrl+n, 调用下一行
Ctrl+e, 光标置于当前行末尾
Ctrl+b, 光标左移一个字符
Ctrl+u, 清除当前输入行
Ctrl+f, 光标右移一个字符
Ctrl+d, 删除光标处的字符
Ctrl+l, 光标左移一个单词
Ctrl+h, 删除光标前的字符
Ctrl+r, 光标右移一个单词
Alt+backspace
恢复上一次删除
3. 标点符号
在MATLAB中, 表点符号有着特别重要的作用. 为此, 把各标点的作用归纳为表1.4.3.
表1.4.3 MATLAB常用标点符号的功能
冒号,生成一维数值数组等功能
数值表示中的小数点及域访问符等
数组的行间分隔符及取消运行显示等
构成一个较长的完整指令
区分列及函数参数分隔符等
注释标记, 看作非执行的标记
数组援引或函数指令输入宗量列表用
调用操作系统运算
输入数组等用
元胞数组记述符
字符串标识符
&1.5 MATLAB的搜索路径及其扩展
MATLAB的所有(MMATMEX)文件都被存放在一组结构严整的目录(文件夹)上.
MATLAB把这些目录按优先次序设计为搜索路径上的各个节点. MATLAB的一切操作都在它的搜索路径中进行的, 如果调用的函数在搜索路径之外, MATLAB则认为此函数并不存在. 这是初学者常犯的一个错误,这个问题很容易解决, 只需要把程序所在目录扩展成MATLAB的搜索路径即可. 本节将详细介绍MATLAB的搜索路径及其扩展方法.
1.5.1 MATLAB的搜索路径
在默认状况下, MATLAB的搜索路径是MATLAB的安装主目录及其所有工具箱的路径, 用户可以通过以下几种方法查看此搜索路径.
1. 搜索路径对话框
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图1.5.1 设置搜索路径对话框
采用以下任何一种方法都可以引出如图1.5.1的设置路径对话框.
在命令窗口中运行指令editpath
在命令窗口中运行指令pathtool
在MATLAB桌面平台或命令窗口等的菜单条中, 选择FileSet
图1.5.1所示的对话框包括两组按钮控件和一个列表框,具体含义将在下一小节的搜索路径设置中详细说明. 这里的列表框中所列出的目录就是MATLAB的所有搜索路径.
&&&&&&&&&&&&&
2.path 命令
在命令窗口中输入指令path可得到MATLAB的所有搜索路径, 如下所示:
MATLABPATH
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\general
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\ops
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\lang
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\elmat
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\elfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\specfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\matfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\datafun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\audio
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\polyfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\funfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\matlab\sparfun
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\rtw\targets\xpc\xpcdemos
C:\MATLAB6p5p1\toolbox\rtw\targets\xpc\target\kernel\embedded
C:\MATLAB6p5p1\work
genpath命令
在命令窗口输入指令genpath可以得到由MATLAB所有搜索路径连接而成的一个长字符
MATLAB搜索路径的扩展
本节以一个例子说明MATLAB搜索路径扩展的几种方法. 首先在C:\MATLAP6p5p1下建立一个新的目录myfiles.
利用路径设置菜单
选中FileSet
Path菜单选项,
进入图1.5.1所示的设置搜索路径对话框.
如果只是想把某一目录下的文件包含在搜索范围内而忽略其子目录, 则单击对话框中的Add
Folder按钮,
否则单击Add with
Subfolders按钮.
这里最好选中后者,
以免在以后的使用中出现错误.
在这儿单击Add with
Subfolders按钮,
进入图1.5.2所示的浏览文件夹对话框.
图1.5.2 浏览文件夹对话框
选中新建目录C:\myfiles, 单击确定按钮, 新目录出现在搜索路径列表中. 单击Save按钮保存新的搜索路径, 单击Close按钮关闭对话框. 此时,
新的搜索路径设置完毕.
下面介绍图1.5.1所示的设置搜索路径对话框中出现的其他几个按钮控件.
Move to Top&&&&&
将选中的目录移到搜索路径的顶端;
Move Up &&&&&&&&&将选中的目录在搜索路径中上移一位;
Move Down &&&&&&&&将选中的目录在搜索路径中下移一位;
Move to Bottom &&&将选中的目录移到搜索路径的底端;
ReMove&&&&&&&&&&&
将选中的目录在搜索路径中删去;
&&&&&&&&&恢复上次改变搜索路径前的路径;
Default&&&&&&&&&&
恢复到最原始的MATLAB默认路径.
使用path命令扩展目录
使用path命令也可以扩展MATLAB的搜索路径. 就本例来说,
把新目录扩展到搜索路
径的方法是在MATLAB命令窗口中输入:
path(path, c:\myfiles)&&&&&
把c:\myfiles设置在搜索路径的尾端
path(c:\myfiles,
path)&&&&&
把c:\myfiles设置在搜索路径的首端
说明用path指令扩展的搜索路径仅在当前MATLAB环境下有效. 当用户推出当前MATLAB后重新在启动MATLAB, 那么在前一环境下用path所定义的扩展搜索路径则无效.
使用addpath命令扩展目录
扩展搜索路径的命令还有addpath指令. 在此例中,
若要把新目录加到整个搜索路径的尾端,
则可以使用如下的命令:
addpath, c:\myfiles edd
若要把新目录加到整个搜索路径的首端, 则可以使用如下的命令:
addpath, c:\myfiles begin
使用editpath和pathtool命令扩展目录
这两个目录引导到设置搜索路径对话框, 然后进行的工作可参考使用Set Path选项的情况.
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