第三讲 MATLAB软件基础
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（一）Matlab 中的数据 Matlab环境下的数值（矩阵的元素）
一般采用十进制，可以带小数点和正负
号，以下数值都是合法的：
5、+10、-20.56、0.0045、-1000.、
1.3e-4、100e20、-0.023e-012
(二） Matlab中的变量命名
1．变量命名 (1) 在Matlab 中，变量名是以字母开头，后可 接字母、数字或下划线的字符序列，最多63个字
已的需要进行扩展。
(三) 、Matlab的安装
Matlab的安装非常简单。 运行setup文件后，输入正确的序列号，选择好安装路径 和安装的模块，几乎是一直回车就可以了。 这里要注意的是: (1)由于不同操作系统设臵，可能会出现一些意外错误， 而且越高版本的Matlab对计算机系统的要求也越高，
所以根据自身情况选择适合的版本安装,“不求最高，
(1) 启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器，
并输入待 建矩阵： (2) 把输入的内容以纯文本方式存盘 (此时，取文件名为mymatrix.m)。 (3) 在MATLAB命令窗口中输入mymatrix，即运行 该M文件，就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵， 可供以后使用。
3 、利用矩阵生成命令产生一些特殊矩阵
第三节 MATLAB的基本编程
Matlab作为一种高级语言，它不仅可以如前几节 所介绍的那样，以一种人机交互式的命令行的方式工
作，还可以像BASIC、FORTRAN、C等其他高级计算机语
言一样进行控制流的程序设计，即编制一种以 . m为 扩展名的MATLAB程序（简称M文件）。
而且，由于Matlab本身的一些特点，M文件的编
说明：
(1) Matlab语言中，相对于脚本文件而言，函数文件 是较为复杂的。 (2) 函数需要给定输入参数，并能够对输入变量进行若 干操作，实现特定的功能，最后给出一定的输出结果 或图形等。 (3) 函数调用的一般格式是： [输出实参表]=函数名(输入实参表) 要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应 与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数 调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递 ，然后再执行函数的功能
1
脚本文件
将 Matlab 命令窗口中一行一行输入 的命令汇集在一个文件中，这样一来要输 入这一组命令时，只需输入这一文件名。 这种文件称为Matlab的脚本文件，其文件 扩展名为.m
ห้องสมุดไป่ตู้
例如 ：建立脚本文件，将华氏温度f转换为摄氏 温度c。（以文件名f2cj.m存盘） 程序如下： clear; %清除工作空间中的变量 f=input(„请输入华氏温度：'); c=5*(f-32)/9 然后在命令窗口中输入f2cj，将会执行该脚本文件， 结果为： 请输入华氏温度： 73 c= 22.7778
C=A&B； 两者均为1，结果为1； 否则结果为0。 D=A|B； 两者有一个为1，结果为1； 否则结果为0。 E=～D； 0变1；1变0。
（四） Matlab中矩阵的建立方法
1．直接输入法
最简单的建立矩阵的方法是从键盘直接输入矩阵的元素。 具体方法如下： 将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各 元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同行的
（二）、Matlab软件系统的构成
Matlab软件主要由主包、Simulink和各种工具箱三部分组成。 其中:(1) 主包包括Matlab编译器、C/C＋＋数学库、 Matlab Web服务器、Matlab运行服务器等；
(2) Simulink用于动态系统仿真的交互式系统。
它允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统， 并能够动态地控制该系统。 (3) 工具箱是Matlab用来解决各个领域特定问题的函 数库，它是开放式的，可以应用，也可以根据自
元素之间用分号分隔。
例如：在MATLAB命令窗口输入：>> A=[1 4 7; 2 2 4; 3 6 2] 输出结果为：A= 1 4 7 2 2 4 3 6 2
2．利用M文件建立矩阵
对于比较大且比较复杂的矩阵，可以为它专门建立 一个M文件。下面通过一个简单例子来说明如何利用M文 件创建矩阵。 例如： 利用M文件建立mymat矩阵。
本章小结
（1） Matlab是一种用于科学工程计算的高级语言，其 基本的数据单位是矩阵，它的命令表达式与数学、 工程中常用的习惯表达形式十分相似； (2) Matlab高效方便的矩阵和数组运算，使之在数字信号 处理、建模、系统识别、自动控制、优化等领域的问 题时，显得十分简洁、高效，具有其他高级语言不可
符，如 A, ABC, A1, b 等。
(2) 在Matlab中，变量名区分字母的大小写，
如 A, a 是两个变量。
注意：变量名不能取为中文名，如 ：像1 ，画2等！
(三)、 Matlab的运算符
1、算术运算符 • “＋”－加， “－”－减 • “＊”－乘， “／”－除 • “∧”－幂， “．”－点运算 • Matlab的算术运算符合通常的四则运算 规则，它的计算能力及其强大。 • 例1：[5＋2×(7－3)]÷2^3 • 例2：[(3+4i)×(5+6i)]^0.1 • 例3：1÷0， (-1)^-1.5， 0÷0
例如：
if else a=a+2 end a=1 a=a+1
说明： 在Matlab语言的if-else-end语句中的eles子句是可选 项，即语句中可以不包括else子句的条件判断。 如： if a=1 a=a+1 end
例如： for i=1:2:12 s=s+i； end 在例中，循环次数由数组1:2:12决定。 说明: (1) 初始值为循环变量的初始设定值，每执行循环体 一次，循环控制变量将增加步长大小，直至循环 控制变量的值大于终值时循环结束，这里步长是 可以为负的。 (2) 在for循环语句中，循环体内不能出现对循环控制 变量的重新设臵，否则将会出错. (3) for循环允许嵌套使用。
制同上述几种高级语言比较起来，有许多无法比拟的 优点。
一
M 文件的概念
所谓M文件就是由Matlab语言编写的可在Matlab语
言环境下运行程序源代码文件。
M文件可以分为脚本文件(Script)和函数文件
(Function)两种。
M文件不仅可以在Matlab的程序编辑器中编写，也可 以在其他的文本编辑器中编写，并以“m”为扩展名加 以存储。
（六）基本操作命令 clc-----------清除Command Window的内容。 close all-----关闭所有打开的图形窗口； clear---------清除Workspace的内容 which 文件名--查看文件所在目录 whos----------查看内存变量详细信息 help 命令-----查看该命令的使用说明
2、工作空间
Matlab工作空间作为一个独立的窗口，其操作 相当方便。它包含着用户已建立的变量，而且变 量在工作空间中是以矩阵的形式存储的。例如： 在命令窗口中输入的命令有两个变量x、y，在工 作空间中就包含这两个变量，双击其中一个变量x， 就会出现一个窗口，用来显示变量x的值。如下图 所示：
例4：建立函数文件，将华氏温度f转换为摄氏温度c。
（文件名取为f2ch.m) 程序如下： function c=f2c(f) c=5*(f-32)/9 然后在Matlab的命令窗口调用该函数文件。 clear; y=input('请输入华氏温度： '); x=f2ch(y) 输出情况为： 请输入华氏温度： 70 c= 21.1111 x= 21.1111
（五） 赋值语句
(1) 变量=表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来的
式子，也可以是常数。
例如： 在MATLAB命令窗口输入命令： x=1+2; y=3+x; x(2,2)=10； %将2行2列值赋为10 x(3,:)=20； %第3行的值赋为20 x=ones(5)； %产生5×5全为1的矩阵 x(2:4,2:4)=0； %第2、3、4行的 第2、3、4列元素赋为0
2、关系运算符
“<” “==” “>=” 小于， 等于 大于等于 “<=” “>” 小于等于 大于 “～=” 不等于
关系运算结果仅为0和1；条件成立，结果为1， 否则，结果为0。 • 例1：a>=10 • 例2：B<=A • 例3：b=4 • b<=A
关系运算一般用于条件判断句中。
3、逻辑运算符 “&” 与， “|” 或， “～” 非 • 逻辑运算的结果仅为0和1。 • 例1：>>A=[0,1,1,0;1,1,0,0] • >>B=[1,0,1,1;1,0,0,O] • >>C=A&B • >>D=A|B • >>E=～D 执行结果：
三、流程控制语句
像其他的程序设计语言一样，Matlab语言也给出了 丰富的流程控制语句，以实现具体的程序设计。 在命令窗口中的操作虽然可以实现人面交互，但是 所能实现的功能却相对简单。 虽然也可以在命令窗口中使用流程控制语句，但是 由于命令窗口中交互式的执行方式，使用得这样的操 作极为不方便。 而在M文件中，通过对流程控制语句的组合使用， 可以实现多种复杂功能。 Matlab语言的流程控制语句主要有if-else-end 、 for、while、及switch-case等4种语句。
说明:
(1) while循环语句与for循环语句不同的是，前者是以
条件的满足与否来判断循环是否结束的，而后者则 是以执行次数是否达到指定值为判断的。 (2) 在while循环语句中，在语句内必须有可以修改循环 控制变量的命令，否则该循环语言将陷入死循环中， 除非循环语句中有控制退出循环的命令，如break语 句。
第三讲 Matlab软件基础
第一节 Matlab软件简介
（一）、Matlab概述 Matlab是“Matrix Laboratory” 的缩写，意为“矩阵实验室”，是美 国Mathwork软件公司推出的当今很流 行的科学计算软件。
其特点： (1) Matlab是一个交互式的系统，它 的基本运算单元是矩阵。 (2)系统提供了大量的矩阵及其他运 算函数，可以方便的进行一些很
复杂的计算，而且运算效率极高。
(3) Matlab命令和数学中的符号、
非常接近，可读性强，容易掌握，
还可利用它所提供的编程语言进 行编程完成特定的工作。 (4) Matlab还具备图形用户接口（GUI） 工具,允许用户把Matlab当作一个应
用开发工具来使用。
由于一幅数字图像就是一个二维整 数矩阵，而Matlab的优势就是处理矩阵 运算，因此用Matlab处理数字图像非常 方便。
zeros：产生全0矩阵(零矩阵)。 ones：产生全1矩阵(幺矩阵)。
例如： 分别建立3×3、3×2和与矩阵A同样大小的零矩阵。
(1) 建立一个3×3零矩阵。 zeros(3)
(2) 建立一个3×2零矩阵。
zeros(3,2) (3) 可以用zeros(size(A))建立一个与矩阵A同样大小零矩阵。 例： A=[1 2 3;4 5 6]; zeros(size(A)) %产生一个2×3阶矩阵A %产生一个与矩阵A同样大小的零矩阵
二、MATLAB的帮助文件 学习MATLAB软件最好的教材是它的帮助文件。 有两种方法取得帮助信息： （1）是直接在命令窗口输入 >>help 命令 如help bitset,会得到相应函数的 有关帮助信息,如下图所示。 （2）是在帮助窗口中查找相应信息。
第二节 MAtlab主包的常用操作
够用就好”。 (2) Matlab不能安装在中文目录下。
（四）、Matlab的运行
Matlab安装完成后，在桌面会产生一快捷运行方 式图标：
双击这个快捷运行方式图标即可。
一、Matlab的工作环境 Matlab的工作环境简单，明了，易于操作。 目前所使用的Matlab软件一般是6.5版本以上。 其工作环境主要包括四个部分： (1) 命令窗口(Command Window)； (2) 工作空间(Workspace)； (3) 命令历史记录(Command History)； (4) 当前工作目录(Current Directory); 如下图所示：
一般采用十进制，可以带小数点和正负
号，以下数值都是合法的：
5、+10、-20.56、0.0045、-1000.、
1.3e-4、100e20、-0.023e-012
(二） Matlab中的变量命名
1．变量命名 (1) 在Matlab 中，变量名是以字母开头，后可 接字母、数字或下划线的字符序列，最多63个字
已的需要进行扩展。
(三) 、Matlab的安装
Matlab的安装非常简单。 运行setup文件后，输入正确的序列号，选择好安装路径 和安装的模块，几乎是一直回车就可以了。 这里要注意的是: (1)由于不同操作系统设臵，可能会出现一些意外错误， 而且越高版本的Matlab对计算机系统的要求也越高，
所以根据自身情况选择适合的版本安装,“不求最高，
(1) 启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器，
并输入待 建矩阵： (2) 把输入的内容以纯文本方式存盘 (此时，取文件名为mymatrix.m)。 (3) 在MATLAB命令窗口中输入mymatrix，即运行 该M文件，就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵， 可供以后使用。
3 、利用矩阵生成命令产生一些特殊矩阵
第三节 MATLAB的基本编程
Matlab作为一种高级语言，它不仅可以如前几节 所介绍的那样，以一种人机交互式的命令行的方式工
作，还可以像BASIC、FORTRAN、C等其他高级计算机语
言一样进行控制流的程序设计，即编制一种以 . m为 扩展名的MATLAB程序（简称M文件）。
而且，由于Matlab本身的一些特点，M文件的编
说明：
(1) Matlab语言中，相对于脚本文件而言，函数文件 是较为复杂的。 (2) 函数需要给定输入参数，并能够对输入变量进行若 干操作，实现特定的功能，最后给出一定的输出结果 或图形等。 (3) 函数调用的一般格式是： [输出实参表]=函数名(输入实参表) 要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应 与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数 调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递 ，然后再执行函数的功能
1
脚本文件
将 Matlab 命令窗口中一行一行输入 的命令汇集在一个文件中，这样一来要输 入这一组命令时，只需输入这一文件名。 这种文件称为Matlab的脚本文件，其文件 扩展名为.m
ห้องสมุดไป่ตู้
例如 ：建立脚本文件，将华氏温度f转换为摄氏 温度c。（以文件名f2cj.m存盘） 程序如下： clear; %清除工作空间中的变量 f=input(„请输入华氏温度：'); c=5*(f-32)/9 然后在命令窗口中输入f2cj，将会执行该脚本文件， 结果为： 请输入华氏温度： 73 c= 22.7778
C=A&B； 两者均为1，结果为1； 否则结果为0。 D=A|B； 两者有一个为1，结果为1； 否则结果为0。 E=～D； 0变1；1变0。
（四） Matlab中矩阵的建立方法
1．直接输入法
最简单的建立矩阵的方法是从键盘直接输入矩阵的元素。 具体方法如下： 将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各 元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同行的
（二）、Matlab软件系统的构成
Matlab软件主要由主包、Simulink和各种工具箱三部分组成。 其中:(1) 主包包括Matlab编译器、C/C＋＋数学库、 Matlab Web服务器、Matlab运行服务器等；
(2) Simulink用于动态系统仿真的交互式系统。
它允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统， 并能够动态地控制该系统。 (3) 工具箱是Matlab用来解决各个领域特定问题的函 数库，它是开放式的，可以应用，也可以根据自
元素之间用分号分隔。
例如：在MATLAB命令窗口输入：>> A=[1 4 7; 2 2 4; 3 6 2] 输出结果为：A= 1 4 7 2 2 4 3 6 2
2．利用M文件建立矩阵
对于比较大且比较复杂的矩阵，可以为它专门建立 一个M文件。下面通过一个简单例子来说明如何利用M文 件创建矩阵。 例如： 利用M文件建立mymat矩阵。
本章小结
（1） Matlab是一种用于科学工程计算的高级语言，其 基本的数据单位是矩阵，它的命令表达式与数学、 工程中常用的习惯表达形式十分相似； (2) Matlab高效方便的矩阵和数组运算，使之在数字信号 处理、建模、系统识别、自动控制、优化等领域的问 题时，显得十分简洁、高效，具有其他高级语言不可
符，如 A, ABC, A1, b 等。
(2) 在Matlab中，变量名区分字母的大小写，
如 A, a 是两个变量。
注意：变量名不能取为中文名，如 ：像1 ，画2等！
(三)、 Matlab的运算符
1、算术运算符 • “＋”－加， “－”－减 • “＊”－乘， “／”－除 • “∧”－幂， “．”－点运算 • Matlab的算术运算符合通常的四则运算 规则，它的计算能力及其强大。 • 例1：[5＋2×(7－3)]÷2^3 • 例2：[(3+4i)×(5+6i)]^0.1 • 例3：1÷0， (-1)^-1.5， 0÷0
例如：
if else a=a+2 end a=1 a=a+1
说明： 在Matlab语言的if-else-end语句中的eles子句是可选 项，即语句中可以不包括else子句的条件判断。 如： if a=1 a=a+1 end
例如： for i=1:2:12 s=s+i； end 在例中，循环次数由数组1:2:12决定。 说明: (1) 初始值为循环变量的初始设定值，每执行循环体 一次，循环控制变量将增加步长大小，直至循环 控制变量的值大于终值时循环结束，这里步长是 可以为负的。 (2) 在for循环语句中，循环体内不能出现对循环控制 变量的重新设臵，否则将会出错. (3) for循环允许嵌套使用。
制同上述几种高级语言比较起来，有许多无法比拟的 优点。
一
M 文件的概念
所谓M文件就是由Matlab语言编写的可在Matlab语
言环境下运行程序源代码文件。
M文件可以分为脚本文件(Script)和函数文件
(Function)两种。
M文件不仅可以在Matlab的程序编辑器中编写，也可 以在其他的文本编辑器中编写，并以“m”为扩展名加 以存储。
（六）基本操作命令 clc-----------清除Command Window的内容。 close all-----关闭所有打开的图形窗口； clear---------清除Workspace的内容 which 文件名--查看文件所在目录 whos----------查看内存变量详细信息 help 命令-----查看该命令的使用说明
2、工作空间
Matlab工作空间作为一个独立的窗口，其操作 相当方便。它包含着用户已建立的变量，而且变 量在工作空间中是以矩阵的形式存储的。例如： 在命令窗口中输入的命令有两个变量x、y，在工 作空间中就包含这两个变量，双击其中一个变量x， 就会出现一个窗口，用来显示变量x的值。如下图 所示：
例4：建立函数文件，将华氏温度f转换为摄氏温度c。
（文件名取为f2ch.m) 程序如下： function c=f2c(f) c=5*(f-32)/9 然后在Matlab的命令窗口调用该函数文件。 clear; y=input('请输入华氏温度： '); x=f2ch(y) 输出情况为： 请输入华氏温度： 70 c= 21.1111 x= 21.1111
（五） 赋值语句
(1) 变量=表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来的
式子，也可以是常数。
例如： 在MATLAB命令窗口输入命令： x=1+2; y=3+x; x(2,2)=10； %将2行2列值赋为10 x(3,:)=20； %第3行的值赋为20 x=ones(5)； %产生5×5全为1的矩阵 x(2:4,2:4)=0； %第2、3、4行的 第2、3、4列元素赋为0
2、关系运算符
“<” “==” “>=” 小于， 等于 大于等于 “<=” “>” 小于等于 大于 “～=” 不等于
关系运算结果仅为0和1；条件成立，结果为1， 否则，结果为0。 • 例1：a>=10 • 例2：B<=A • 例3：b=4 • b<=A
关系运算一般用于条件判断句中。
3、逻辑运算符 “&” 与， “|” 或， “～” 非 • 逻辑运算的结果仅为0和1。 • 例1：>>A=[0,1,1,0;1,1,0,0] • >>B=[1,0,1,1;1,0,0,O] • >>C=A&B • >>D=A|B • >>E=～D 执行结果：
三、流程控制语句
像其他的程序设计语言一样，Matlab语言也给出了 丰富的流程控制语句，以实现具体的程序设计。 在命令窗口中的操作虽然可以实现人面交互，但是 所能实现的功能却相对简单。 虽然也可以在命令窗口中使用流程控制语句，但是 由于命令窗口中交互式的执行方式，使用得这样的操 作极为不方便。 而在M文件中，通过对流程控制语句的组合使用， 可以实现多种复杂功能。 Matlab语言的流程控制语句主要有if-else-end 、 for、while、及switch-case等4种语句。
说明:
(1) while循环语句与for循环语句不同的是，前者是以
条件的满足与否来判断循环是否结束的，而后者则 是以执行次数是否达到指定值为判断的。 (2) 在while循环语句中，在语句内必须有可以修改循环 控制变量的命令，否则该循环语言将陷入死循环中， 除非循环语句中有控制退出循环的命令，如break语 句。
第三讲 Matlab软件基础
第一节 Matlab软件简介
（一）、Matlab概述 Matlab是“Matrix Laboratory” 的缩写，意为“矩阵实验室”，是美 国Mathwork软件公司推出的当今很流 行的科学计算软件。
其特点： (1) Matlab是一个交互式的系统，它 的基本运算单元是矩阵。 (2)系统提供了大量的矩阵及其他运 算函数，可以方便的进行一些很
复杂的计算，而且运算效率极高。
(3) Matlab命令和数学中的符号、
非常接近，可读性强，容易掌握，
还可利用它所提供的编程语言进 行编程完成特定的工作。 (4) Matlab还具备图形用户接口（GUI） 工具,允许用户把Matlab当作一个应
用开发工具来使用。
由于一幅数字图像就是一个二维整 数矩阵，而Matlab的优势就是处理矩阵 运算，因此用Matlab处理数字图像非常 方便。
zeros：产生全0矩阵(零矩阵)。 ones：产生全1矩阵(幺矩阵)。
例如： 分别建立3×3、3×2和与矩阵A同样大小的零矩阵。
(1) 建立一个3×3零矩阵。 zeros(3)
(2) 建立一个3×2零矩阵。
zeros(3,2) (3) 可以用zeros(size(A))建立一个与矩阵A同样大小零矩阵。 例： A=[1 2 3;4 5 6]; zeros(size(A)) %产生一个2×3阶矩阵A %产生一个与矩阵A同样大小的零矩阵
二、MATLAB的帮助文件 学习MATLAB软件最好的教材是它的帮助文件。 有两种方法取得帮助信息： （1）是直接在命令窗口输入 >>help 命令 如help bitset,会得到相应函数的 有关帮助信息,如下图所示。 （2）是在帮助窗口中查找相应信息。
第二节 MAtlab主包的常用操作
够用就好”。 (2) Matlab不能安装在中文目录下。
（四）、Matlab的运行
Matlab安装完成后，在桌面会产生一快捷运行方 式图标：
双击这个快捷运行方式图标即可。
一、Matlab的工作环境 Matlab的工作环境简单，明了，易于操作。 目前所使用的Matlab软件一般是6.5版本以上。 其工作环境主要包括四个部分： (1) 命令窗口(Command Window)； (2) 工作空间(Workspace)； (3) 命令历史记录(Command History)； (4) 当前工作目录(Current Directory); 如下图所示：