数学建模竞赛中常用软件的操作

数学建模竞赛中常用软件的操作本节主要介绍数学建模竞赛中常用软件MATLAB和Lingo的一些基本操作。

一、Desktop简介

在桌面双击MA TLABb图标，或双击安装目录C:\Program Files\MATLAB\R2012a\bin下的MA TLAB文件。启动后默认界面如下图。

图1 Desktop操作桌面的外貌

1. Command Window

该窗口是进行MATLAB各种操作的主要窗口。在该窗内可以输入各类指令、函数、表达式；显示除了图形外所有的运算结果，错误时，给出相关出错提示。

指令输入完后只有按回车键【Enter】才能执行；如果输入的指令不含赋值号，计算结果被赋于默认的变量ans。

变量名和函数名对大小写敏感，变量第一个字符必须是英文字母，最多包含63个字符（英文、数字和下划线），不能包括空格、标点、运算符；不能使MA TLAB的关键词和自用的变量名（eps,pi等）函数名（sin,exp等）、文件夹名（rwt,toolbox等）。

在Matlab中有一些固定变量，例如

(1) ans：在没有定义变量名时，系统默认变量名为ans；

(2) eps：容许误差，非常小的数；

(3) pi：即圆周率 ；

(4) i, j：虚数单位；

(5) inf：表示正无穷大，由1/0运算产生；

(6) NaN（Not A Number）：表示不定值，由inf/inf或0/0运算产生；

(7) nargin：函数的输入变量数目；

(8) nargout：函数的输出变量数目。

在MA TLAB中，控制流关键字if, for, end等用蓝色字体表示；输入指令中的非控制指令、数字显示为黑色字体；字符串显示为紫色字体；注释为绿色字体；警告信息为红色字体。

2 工作空间浏览器

工作空间（Workspace）窗口用于浏览MATLAB中的变量。在工作空间窗口内，用户可以方便地查看、编辑存储的数据变量。

表1 工作空间浏览器主要功能及其操作方法

工作空间常用的管理指令有：

（1）who及whos：查询指令

（2）clear：清除工作空间中的所有变量

clear var1 var2：清除工作空间中的变量var1和var2

（3）saveFileName ：把全部内存变量保存为Filename.mat文件

saveFileNamev1v2：把变量v1和v2保存为Filename.mat 文件

saveFileNamev1v2–append ：把变量v1和v2添加到Filename.mat 文件

（4）loadFileName ：把Filename.mat 文件中全部变量调入内存

loadFileNamev1v2：把Filename.mat 文件中v1 , v2调入内存

3. Current Folder

用户保存文件时，如果不专门指定目录名，则所存文件将保存在当前文件夹下。注意尽量不要把MATLAB 所在的根目录或其任何子目录作为当前目录，以免破坏MATLAB 原有文件的完整性。

4. 向量与矩阵的产生

MATLAB 的操作对象为矩阵。标量被看作是1×1的矩阵，维行向量或列向量可看作是或维矩阵。

行向量生成基本格式：start: step: end （step 缺省时为1）

例如：在命令窗口中提示符>>后输入，x=1:5，按回车【Enter 】后，显示输出结果如下： x =

1 2 3 4 5

Matlab 的每条命令后，若为逗号“，”或无标点符号，则显示命令的结果；若命令后为分号“；”，则禁止显示结果，用“%”来实现注释功能。

利用下面两个函数也可以产生向量。

linspace ：线性等分向量，例如，a=linspace(0,2*pi,100)。

logspace ：对数等分向量，例如，a=logspace(0,2*pi,100)。

100为插入点数（99等分），默认值为100。

在矩阵的输入中，约定：(1) 元素之间用空格或逗号隔开；(2) 用中括号方[ ]把所有元素括起来；(3) 用分号（；）说明行结束。

在命令窗口，输入矩阵时，按Shift+Enter 键表示开始输入新的一行，且要求所有的行具有相同的列。

例如：a=[1 2 3; 4,5 6; 7 8,9]

该矩阵一直保存在工作空间，直至被修改。

二、M 文件与编程

1. M 文件

M 文件有两种类型：脚本类M 文件和函数类脚本文件。

脚本类M 文件是一串按照用户意图排列而成的Matlab 指令集合。脚本文件运行后，产生的所有变量都驻留在Matlab 的基本工作空间（base workspace ）中。只有用clear 清除或n 1n ⨯1n ⨯

关闭指令窗清除，否则一直保留。基本工作空间随Matlab的启动而产生，只有当Matlab关闭时，基本空间才被删除。

函数类M文件的第一行总是以function引导的函数申明行，还包括函数与外界交换数据的全部标称输入\输出量（可有可无）。Matlab允许使用比标称数目少的输入\输出量，实现对函数的调用。

运行函数文件时，Matlab开辟一个临时工作空间，称之为函数工作空间（function workspace），所有中间变量都存放在工作空间中，该函数文件运行结束后，该函数临时工作空间及其中间变量立即删除。在函数文件中，对某脚本文件的调用而产生的所有变量也存放于函数工作空间，而不存放在基本工作空间。

函数工作空间随M函数文件的被调用而产生，调用结束后删除，可产生任意多个，相对于基本工作空间而言是独立的、临时的。

2. 编程

MATLAB程序的编写主要有以下几种控制结构。

（1）if-else-end条件控制

表2 if-else-end分支结构的使用方法