第二章 MATLAB 入门

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第二章 MATLAB 入门

2.1 工作窗和指令行的操作

通过菜单选项对工作窗进行控制
键盘输入控制指令
- quit：
- clc：擦除工作窗中显示内容
- clf：擦除图形窗中的图形
- clear：清楚变量和函数
- pack：收集内存碎片扩大内存空间
- dir：列出指定目录下的文件和子目录清单
- cd：改变当前工作子目录
- disp：（在运行中）显示变量和文字内容
- type：显示指定文件的全部内容
- echo：控制运行文件指令是否显示的开关
- hold：控制当前图形窗对象是否被刷新

MATLAB是一种交互式语言，也可编制程序。

>> 2 * sin(0.3 * pi) / (1 + sqrt(5))

ans =

    0.5000

2.2 简单矩阵的输入

简单介绍矩阵的直接输入法。

MATLAB 中不必对矩阵维数声明，存储自动配置。
直接输入矩阵时，矩阵元素用空格或逗号分隔，矩阵行用;隔离。整个矩阵放在方括号[]内。

2.3 语句与变量

MATLAB 采用表达式语句。
常见形式有：

表达式：结果矩阵以ans命名，后续操作会刷新
变量=表达式

表达式中运算法号两侧允许有空格，但在复数或符号表达式中，避免“装饰性”空格。
区分大小写

2.4 Who、Whos 和永久变量

Who和Whos列出在MATLAB工作空间中驻留的变量名清单。Whos在给出变量名的同时，还给出维数及性质。

在MATLAB工作内存中，还驻留几个系统定义变量，成为“永久变量”或“预定义变量”。

eps
pi
inf / Inf
i , j
flops

2.5 数与表达式

MATLAB 的数值采用十进制表示，可带小数点或负号。

表达式有下列算法符构成，并按习惯的优先次序运算
+ - * / \ ^
设置/右除、\左除两种是为方便矩阵预算

2.6 复数和复矩阵

MATLAB 以i和j作为虚数单位。矩阵元素允许是复数、复变量和由它们组成的表达式。

2.7 函数

MATLAB 函数本质上分为三类：

内部函数
系统附带的工具包中的 M 文件所提供的大量函数
用户自己增加的函数

MATLAB 提供的通用数理类函数包括：

基本数学函数
特殊函数
基本矩阵函数
特殊矩阵函数
矩阵分解和分析函数
微分方程求解
多项式函数
非线性方程及其优化函数
数值积分函数
信号处理函数

2.8 显示格式

缺省状态下，MATLAB 以短格式（short格式）显示计算结果。
可用 MATLAB 命令窗口中 format 指令改变数字显示格式。

MATLAB 以双精度执行所有运算，显示格式的设置仅影响矩阵的显示，不影响矩阵的计算与存储。

2.9 变量的存储与调用

quit和exit指令都可退出 MATLAB 。结束 MATLAB 会删除工作空间中的变量。
推出前，可以保存工作空间，以备再次调出使用这些变量。
保存的指令格式：

save：保存在磁盘上名为matlab.mat的文件中
save [文件名] [变量名]：指定变量保存至指定文件
2007b之后的版本调用格式变化save '[variable] [A1]'

下次加载 MATLAB 时，可利用 load 指令将保存在文件中的变量恢复到工作空间。格式为：

load：
load [文件名] [变量名]：

D:\Documents\MATLAB\matlab.mat

2.10 图形

仅介绍几个简单绘图指令，详见第六章

2.11 lp指令、lookfor指令及其他帮助指令

在 MATLAB 指令窗口，直接键入求助指令。

help
help 目录名
help 命令名/函数名/符号

help的工作机理是把指定名字的那个 M 文件的第一段注释内容显示出来，以构成自己文件的在线求助。
lookfor指令可以根据用户提供的完整或不完整的关键词，去搜索出一组与之有关的指令。

2.12 用户目录的建立和搜索路径

MATLAB 只能在启动时（由 mathabrc.m ）设定的路径上搜索，不能与原定路径以外的其他目录交换信息。可用以下三种方法扩充：

在 MATLAB 指令窗键入： CD C:/MYDIR
利用path指令扩展搜索路径：path(path, 'c:mydir')
在 MATLAB 环境下，键入：pathtool 或者在 MATLAB 指令窗口菜单上File中的Set path项设置。

以下为代码及相关输出（图片）

%2.1 工作窗与指令行的操作
%交互式命令
2 * sin(0.3 * pi) / (1 + sqrt(5));
%2.2 简单矩阵的输入
%矩阵输入
A = [1,2,3;4,5,6;7,8,9;10,11,12];
%矩阵分行输入
B = [1 2 3 4
     5 6 7 8
     0 1 2 3];
%矩阵元素输入
C(1, 2) = 3; C(4, 4) = 6; C(4, 2) = 11;

%2.3 语句与变量
2001 / 81;
s = 1 - 1/2 + 1/3 - 1/4 + 1/5 - 1/6 + 1/7 - 1/8; 
%结尾分号使结果存储与s，并不输入

%2.4 Who、Whos 和永久变量
who
whos
s1 = 1 / 0;
a = inf / inf;

%2.5 数与表达式
x = 2 * pi / 3 + 2 ^ 3 / 5 - 0.3 * exp(-3);

%2.6 复数和复矩阵
z1 = 3 + 4 * 1i; z2 = 2 * exp(1i * pi / 6);
z = z1 * z2;
A1 = [1, 3; 2, 4] - 1i * [5, 8; 6, 9];
B1 = [1 + 5*1i, 2 + 6*1i; 3 + 8*1i, 4 + 9*1i];
C1 = A1 * B1;

%2.7 函数
z3 = 1233.344;
x = sqrt(log(z3));

%2.8 显示格式
x = [4/3 1.2345*exp(-6)];
format short e %科学表示
x
format long 
x
format long e
x
format bank %银行格式
x
format hex %十六进制格式
x

%2.9 变量的存储与调用
save
save '[variable] [A1]'

%2.10 图形
%做多条曲线
t = 0 : pi / 50 : 4 * pi
y0 = exp(-t/3)
y = exp(-t/3) .* sin(3*t);
plot(t, y, t, y0, t, -y0)
grid
%三维曲面
x = -8:0.5:8;
y = x';
X = ones(size(y))*x;
Y = y*ones(size(x));
R = sqrt(X.^2 + Y.^2) + eps;
Z = sin(R)./R;
mesh(Z)
colormap([1, 0, 0])

%2.11 lp指令、lookfor指令及其他帮助指令
help
lookfor integral %积分相关的指令
lookfor fourier %傅立叶变换的相关指令

2.10--多条曲线.png

2.11--三维曲面.png

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