MATLAB基础及应用课件(上)第1-4章
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赋值语句的格式：变量名＝表达式
3．预定义变量
预定义变 量名
含义
预定义变 量名
第1章 认识MATLAB
含义
ans
计算结果的缺省赋值变量
i, j
虚数单位
容差变量，定义为1.0到最近
eps
浮点数的距离在pc机上，等 inf, Inf
正无穷大，定义为（1/0）
于2-52
pi
圆周率π的近似值
NaN, nan
向量名=初值：增量：终值 说明：向量是从初值开始，以增量为步长，直到不超 过终值的所有元素所构成的序列。步长可缺省，默认 为“1”。当矩阵中的元素很多且有规律时，可通过向 量来建立一个矩阵。其基本格式为：
矩阵名=向量
3．函数法创建矩阵
第1章 认识MATLAB
函数
说明
函数
[]
空矩阵
zeros
eye
单位矩阵
矩阵运算是强调整体的运算，采用线性代 数的运算方法。
2．数据结构
第1章 认识MATLAB
类型名称
函数
举例
说明
字符型
char
'A'
字符型数组每个字符占2个字节，即16位
整型（有符号） int8、int16、 int32
int8(156)
uint8、 整型（无符号） uint16、 uint8(2)
uint32
disp（输出项） 说明：其中输出项既可以是数字、字符、字符串，也可以是矩阵、 变量。
3．pause函数
第1章 认识MATLAB
当程序运行时，为了查看程序的中间结果或观 看输出的图形，有时需要暂停程序的执行。这 时可以使用pause函数，其调用格式为：
pause（n） 说明：n是一个常数，表示延迟多少秒。如 果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停 程序，直到用户按任意键后程序继续执行。若 要强行中止程序的运行可使用〈Ctrl〉+〈C〉 命令。
3．lookfor函数
第1章 认识MATLAB
当用户希望查找具有某种功能的命令或函数，但 又不知道准确名字的时候，可以使用“lookfor”函 数。该函数可以根据用户提供的完整或不完整的关 键词，搜索出一组与之相关的函数。
>> lookfor image 命令行窗口部分显示结果如下：
HueSaturationValueExample - Compute Maximum Average HSV of Images with MapReduce
4．save命令
第1章 认识MATLAB
save命令是将MATLAB工作空间中的变量存入 磁盘。具体格式如下：
（1）save （2）save dfile （3）save dfile a b （4）save dfile.dat a –ascii （5）save dfile.dat a –ascii –double （6）save（fname，‘a’，‘-ascii’）
用户选中帮助桌面上关于PDF格式文件 的选项，
或是在命令行窗口中键入命令doc，都 能自动打开在线帮助页。
三、数据结构
第1章 认识MATLAB
1．矩阵和数组
矩阵是指含有M行、N列（M、N为正整数） 数据的矩形结构。
数组运算是元素对元素的运算，也就是说 无论什么运算，对数组中的元素都是平等进行 的；
第四章 计算机网络
计算机网络技术应用
ห้องสมุดไป่ตู้
MATLAB基础及应用（第5版）
renshaobin523@
第1章 认识MATLAB
第1章 认识MATLAB
本章要点 操作桌面、帮助系统的使用方法 数据操作的有关知识 矩阵的基本运算 数据和文件操作
1.1 MATLAB概述
第1章 认识MATLAB
该函 数的调用格式为： 变量名=input（‘提示信息’，‘s’）；
说明：提示信息是一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据， 字符串中若有“\n”则表示换行输入。参数s表示允许用户通过键 盘输入字符串；缺省s，只允许用户输入一个字符或数字。 2．disp函数
MATLAB提供的命令窗口输出函数主要是disp函数，其调用格 式为：
（3）显示具体函数的帮助信息
>> help round %显示具体函数的详细信息， 本例为round函数 命令行窗口部分显示结果如下： round - 四舍五入为最近的小数或整数 此 MATLAB 函数 将 X 的每个元素四舍五入为最近 的整数。在对等情况下，即有元素的小数部分恰为 0.5 时，round函数会偏离零四舍五入到具有更大幅 值的整数。
单精度
single
single(32.3)
双精度
duble
32 double(44.5)
稀疏矩阵
sparse
sparse(6)
单元数组
cell
{10,'h',3.4}
8位、16位、32位的整数数组，常用于表示信号
单精度数值数组所需的存储空间较小，占4个字 节，可以表示小数，但精度差，数值范围 小，能用于数学运算
第1章 认识MATLAB
一、变量
1．变量的命名
在MATLAB中，变量名可以是由字母、数字或下划 线组成的字符序列，最多可包含63个字符，但第一个 字符必须是字母。例如：myfile13、ab_1cd、 EXAMPE等均为合法变量名，而3dat、_mydat、 123.4等都不是合法变量名。
2．赋值语句
【例1-1】计算A=256/4－100×2＋128
>> A=256/4-100*2+128 %从键盘输入，并单击回车键
A=
%屏幕显示的结果
-8
MATLAB语法规定，百分号“%”后面的语句为注释语句。
2. 工作区
第1章 认识MATLAB
工作区是MATLAB用于存储各种变量和运 算结果的内存空间。在命令行窗口中输入的变 量、运行文件建立的变量、调用函数返回的计 算结果等，都将被存储在工作区中，直到使用 了clear命令清除工作区或关闭了MATLAB系统 为止。
第1章 认识MATLAB
5．load命令
与save命令相对应，load函数是将磁 盘上的数据读入到工作空间。具体格式 如下： （1）load （2）load dfile （3）x=load fname
第1章 认识MATLAB
1.3 矩阵
一、矩阵的建立 1．直接输入创建矩阵
通过输入矩阵中每个元素的值来建立一个矩阵，只 须以左方括号开始，以逗号或空格为间隔输入元素值， 行与行之间用分号隔开，最后以右方括号结尾即可。 2．向量法创建矩阵 向量可以由冒号和数字产生。其格式为：
函数名称 sin cos tan cot sec csc log2 log log10 abs angle complex conj
功能
函数类别
正弦
余弦
正切 余切
反三角函数
正割（余弦倒数）
余割（正弦倒数）
以2为底的对数 自然对数（以e为底的对数）
幂函数
常用对数（以10为底的对数）
指数函数
复数的模
相位角
Xin','number','
其他数组，与单元数组类似
441')
第1章 认识MATLAB
工作空间浏览器中显示的数据类型
四、MATLAB的特点
第1章 认识MATLAB
1．高效方便的矩阵和数组运算 2．语句简单 3．编程效率高 4．方便的绘图功能 5．用户使用方便 6．扩充能力强 7．开放的源程序
1.2 数据运算
mod rem sign gcd lcm
功能 反正弦 反余弦 反正切 反余切 反正割 反余割 2的幂次 开平方 以e为底的指数 复数的实部 相位展开 是否为实数组 整理为共轭对
模数 除后取余数 符号函数 最大公约数 最小公倍数
第1章 认识MATLAB
三、数据操作
1．input函数 如果用户想从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，
（3）除法运算 矩阵的除法运算包括左除和右除两种运算。其中
左除：A\B=A-1B，A为方矩阵
第1章 认识MATLAB
2．矩阵与矩阵的运算
（1）加减运算 两个矩阵的维数完全相同时，可以进
行矩阵加减法运算。如果两个矩阵的维 数不相等，则MATLAB将给出错误信息， 提示两个矩阵的维数不相等。 （2）乘法运算
两个矩阵的维数相容时（A的列数等 于B的行数），可以进行A乘B的乘法运 算。
第1章 认识MATLAB
Trigonometric. sin - Sine. sind - Sine of argument in degrees. sinh - Hyperbolic sine. asin - Inverse sine. asind - Inverse sine, result in degrees
第1章 认识MATLAB
注意：函数在运行中会调用的一些临时变量， 不会占用工作空间，这些变量在函数运行结束 后将被释放。
第1章 认识MATLAB
3. 当前文件夹
当前文件夹是指MATLAB运行文件时的工作 文件夹，只有在当前文件夹或添加到搜索路径下 的文件及函数可以被直接运行或调用。
如果没有特殊指明，数据文件也将存储在当 前目录下。
一、操作桌面
默认的操作桌面主要包括命令行窗口、工作 区、当前文件夹等三个窗口，其中工作区和当前 文件共用一个窗口。 可以单击“布局”菜单，从 中选择操作桌面的布局方式。
第1章 认识MATLAB
第1章 认识MATLAB
1. 命令行窗口
命令行窗口用于输入MATLAB命令、函数、矩阵、表
达式等信息，并显示除图形以外的所有计算结果，是 MATLAB的主要交互窗口。当命令窗口出现提示符>>时， 表示MATLAB已准备好，可以输入命令、变量或函数，回 车后就可执行。
由实部和虚部构造复数 复数的共轭
复数函数
imag
复数的虚部
取整函数
fix floor ceil round abs
朝零方向取整 朝负无穷方向取整 朝正无穷方向取整 四舍五入到最近的整数 绝对值
其他函数
函数名称 asin acos atan acot asec acsc pow2 sqrt exp real unwrap isreal cplxpair
imagedemo
4．模糊查询
第1章 认识MATLAB
用户只需要输入函数的前几个字母（例 如im），
然后单击〈Tab〉键，就会弹出一个浮动 窗口，
列出以这几个字母开始的函数，这样用户 就知道了某个函数的确切写法，
然后再通过help函数查询其详细的解释。
5．在线帮助页
第1章 认识MATLAB
帮助桌面的所有文件均有相应的PDF格 式文件，称为在线帮助页，可用Adobe Acrobat Reader软件阅读。
magic
ones
全部元素都为1的常 randperm 数矩阵
元素服从0和1之间
rand
均匀分布的随机矩 randn
阵
说明 全部元素都为0的矩阵 魔方矩阵 随机排列整数矩阵
元素服从零均值单位方 差正态分布的随机矩阵
第1章 认识MATLAB
二、矩阵的基本计算
1．矩阵与标量的运算 运算包括加、减、乘、除和乘方运算。 矩阵与标量运算是矩阵的每个元素对该 标量的运算。MATLAB用符号“^”计算乘 方时，按照矩阵运算规则计算，要求矩 阵为方矩阵；用符号“.^”计算乘方时， 按照数组运算规则计算，对矩阵没有限 制。
双精度数值数组，占8个字节，精度高，数值范 围大，能用于数学运算，是默认的 MATLAB变量类型
稀疏双精度矩阵，稀疏矩阵只存储少数的非零 元素，较常规矩阵的存储节约了大量的存 储空间
单元数组，单元数组元素的尺寸、性质可以不 同
结构数组
struct
g=struct('name','Li 结构数组，结构数组包括域名，域中可以包括
通常很多人都习惯于建立自己的工作目录， 以便于文件和数据的管理，因此在运行文件前要 将该文件所在的目录设置为当前目录。
二、帮助系统
第1章 认识MATLAB
1．函数浏览器 单击按键〈Shift〉+〈F1〉
2．Help函数
第1章 认识MATLAB
（1）显示当前函数信息。
>> clc
% 清空命令行窗口
>> help
% 在命令行窗口直接输入help，
显示当前函数信息
命令行窗口显示结果如下：
--- clc 的帮助 ---
clc - 清空命令行窗口
第1章 认识MATLAB
（2）显示某类函数信息
>> help elfun % elfun为基本数学函数 命令行窗口部分显示结果如下： Elementary math functions.
非数。在IEEE运算规则中， 它产生于0/0、0×∞等的结 果
realmax 最大正实数
nargin
函数输入参数个数
realmin 最小正实数
nargout 函数输出参数个数
lasterr
存放最新的错误信息
lastwarn 存放最新的警告信息
二、常用数学函数
第1章 认识MATLAB
函数类别 三角函数 对数函数 复数函数
3．预定义变量
预定义变 量名
含义
预定义变 量名
第1章 认识MATLAB
含义
ans
计算结果的缺省赋值变量
i, j
虚数单位
容差变量，定义为1.0到最近
eps
浮点数的距离在pc机上，等 inf, Inf
正无穷大，定义为（1/0）
于2-52
pi
圆周率π的近似值
NaN, nan
向量名=初值：增量：终值 说明：向量是从初值开始，以增量为步长，直到不超 过终值的所有元素所构成的序列。步长可缺省，默认 为“1”。当矩阵中的元素很多且有规律时，可通过向 量来建立一个矩阵。其基本格式为：
矩阵名=向量
3．函数法创建矩阵
第1章 认识MATLAB
函数
说明
函数
[]
空矩阵
zeros
eye
单位矩阵
矩阵运算是强调整体的运算，采用线性代 数的运算方法。
2．数据结构
第1章 认识MATLAB
类型名称
函数
举例
说明
字符型
char
'A'
字符型数组每个字符占2个字节，即16位
整型（有符号） int8、int16、 int32
int8(156)
uint8、 整型（无符号） uint16、 uint8(2)
uint32
disp（输出项） 说明：其中输出项既可以是数字、字符、字符串，也可以是矩阵、 变量。
3．pause函数
第1章 认识MATLAB
当程序运行时，为了查看程序的中间结果或观 看输出的图形，有时需要暂停程序的执行。这 时可以使用pause函数，其调用格式为：
pause（n） 说明：n是一个常数，表示延迟多少秒。如 果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停 程序，直到用户按任意键后程序继续执行。若 要强行中止程序的运行可使用〈Ctrl〉+〈C〉 命令。
3．lookfor函数
第1章 认识MATLAB
当用户希望查找具有某种功能的命令或函数，但 又不知道准确名字的时候，可以使用“lookfor”函 数。该函数可以根据用户提供的完整或不完整的关 键词，搜索出一组与之相关的函数。
>> lookfor image 命令行窗口部分显示结果如下：
HueSaturationValueExample - Compute Maximum Average HSV of Images with MapReduce
4．save命令
第1章 认识MATLAB
save命令是将MATLAB工作空间中的变量存入 磁盘。具体格式如下：
（1）save （2）save dfile （3）save dfile a b （4）save dfile.dat a –ascii （5）save dfile.dat a –ascii –double （6）save（fname，‘a’，‘-ascii’）
用户选中帮助桌面上关于PDF格式文件 的选项，
或是在命令行窗口中键入命令doc，都 能自动打开在线帮助页。
三、数据结构
第1章 认识MATLAB
1．矩阵和数组
矩阵是指含有M行、N列（M、N为正整数） 数据的矩形结构。
数组运算是元素对元素的运算，也就是说 无论什么运算，对数组中的元素都是平等进行 的；
第四章 计算机网络
计算机网络技术应用
ห้องสมุดไป่ตู้
MATLAB基础及应用（第5版）
renshaobin523@
第1章 认识MATLAB
第1章 认识MATLAB
本章要点 操作桌面、帮助系统的使用方法 数据操作的有关知识 矩阵的基本运算 数据和文件操作
1.1 MATLAB概述
第1章 认识MATLAB
该函 数的调用格式为： 变量名=input（‘提示信息’，‘s’）；
说明：提示信息是一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据， 字符串中若有“\n”则表示换行输入。参数s表示允许用户通过键 盘输入字符串；缺省s，只允许用户输入一个字符或数字。 2．disp函数
MATLAB提供的命令窗口输出函数主要是disp函数，其调用格 式为：
（3）显示具体函数的帮助信息
>> help round %显示具体函数的详细信息， 本例为round函数 命令行窗口部分显示结果如下： round - 四舍五入为最近的小数或整数 此 MATLAB 函数 将 X 的每个元素四舍五入为最近 的整数。在对等情况下，即有元素的小数部分恰为 0.5 时，round函数会偏离零四舍五入到具有更大幅 值的整数。
单精度
single
single(32.3)
双精度
duble
32 double(44.5)
稀疏矩阵
sparse
sparse(6)
单元数组
cell
{10,'h',3.4}
8位、16位、32位的整数数组，常用于表示信号
单精度数值数组所需的存储空间较小，占4个字 节，可以表示小数，但精度差，数值范围 小，能用于数学运算
第1章 认识MATLAB
一、变量
1．变量的命名
在MATLAB中，变量名可以是由字母、数字或下划 线组成的字符序列，最多可包含63个字符，但第一个 字符必须是字母。例如：myfile13、ab_1cd、 EXAMPE等均为合法变量名，而3dat、_mydat、 123.4等都不是合法变量名。
2．赋值语句
【例1-1】计算A=256/4－100×2＋128
>> A=256/4-100*2+128 %从键盘输入，并单击回车键
A=
%屏幕显示的结果
-8
MATLAB语法规定，百分号“%”后面的语句为注释语句。
2. 工作区
第1章 认识MATLAB
工作区是MATLAB用于存储各种变量和运 算结果的内存空间。在命令行窗口中输入的变 量、运行文件建立的变量、调用函数返回的计 算结果等，都将被存储在工作区中，直到使用 了clear命令清除工作区或关闭了MATLAB系统 为止。
第1章 认识MATLAB
5．load命令
与save命令相对应，load函数是将磁 盘上的数据读入到工作空间。具体格式 如下： （1）load （2）load dfile （3）x=load fname
第1章 认识MATLAB
1.3 矩阵
一、矩阵的建立 1．直接输入创建矩阵
通过输入矩阵中每个元素的值来建立一个矩阵，只 须以左方括号开始，以逗号或空格为间隔输入元素值， 行与行之间用分号隔开，最后以右方括号结尾即可。 2．向量法创建矩阵 向量可以由冒号和数字产生。其格式为：
函数名称 sin cos tan cot sec csc log2 log log10 abs angle complex conj
功能
函数类别
正弦
余弦
正切 余切
反三角函数
正割（余弦倒数）
余割（正弦倒数）
以2为底的对数 自然对数（以e为底的对数）
幂函数
常用对数（以10为底的对数）
指数函数
复数的模
相位角
Xin','number','
其他数组，与单元数组类似
441')
第1章 认识MATLAB
工作空间浏览器中显示的数据类型
四、MATLAB的特点
第1章 认识MATLAB
1．高效方便的矩阵和数组运算 2．语句简单 3．编程效率高 4．方便的绘图功能 5．用户使用方便 6．扩充能力强 7．开放的源程序
1.2 数据运算
mod rem sign gcd lcm
功能 反正弦 反余弦 反正切 反余切 反正割 反余割 2的幂次 开平方 以e为底的指数 复数的实部 相位展开 是否为实数组 整理为共轭对
模数 除后取余数 符号函数 最大公约数 最小公倍数
第1章 认识MATLAB
三、数据操作
1．input函数 如果用户想从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，
（3）除法运算 矩阵的除法运算包括左除和右除两种运算。其中
左除：A\B=A-1B，A为方矩阵
第1章 认识MATLAB
2．矩阵与矩阵的运算
（1）加减运算 两个矩阵的维数完全相同时，可以进
行矩阵加减法运算。如果两个矩阵的维 数不相等，则MATLAB将给出错误信息， 提示两个矩阵的维数不相等。 （2）乘法运算
两个矩阵的维数相容时（A的列数等 于B的行数），可以进行A乘B的乘法运 算。
第1章 认识MATLAB
Trigonometric. sin - Sine. sind - Sine of argument in degrees. sinh - Hyperbolic sine. asin - Inverse sine. asind - Inverse sine, result in degrees
第1章 认识MATLAB
注意：函数在运行中会调用的一些临时变量， 不会占用工作空间，这些变量在函数运行结束 后将被释放。
第1章 认识MATLAB
3. 当前文件夹
当前文件夹是指MATLAB运行文件时的工作 文件夹，只有在当前文件夹或添加到搜索路径下 的文件及函数可以被直接运行或调用。
如果没有特殊指明，数据文件也将存储在当 前目录下。
一、操作桌面
默认的操作桌面主要包括命令行窗口、工作 区、当前文件夹等三个窗口，其中工作区和当前 文件共用一个窗口。 可以单击“布局”菜单，从 中选择操作桌面的布局方式。
第1章 认识MATLAB
第1章 认识MATLAB
1. 命令行窗口
命令行窗口用于输入MATLAB命令、函数、矩阵、表
达式等信息，并显示除图形以外的所有计算结果，是 MATLAB的主要交互窗口。当命令窗口出现提示符>>时， 表示MATLAB已准备好，可以输入命令、变量或函数，回 车后就可执行。
由实部和虚部构造复数 复数的共轭
复数函数
imag
复数的虚部
取整函数
fix floor ceil round abs
朝零方向取整 朝负无穷方向取整 朝正无穷方向取整 四舍五入到最近的整数 绝对值
其他函数
函数名称 asin acos atan acot asec acsc pow2 sqrt exp real unwrap isreal cplxpair
imagedemo
4．模糊查询
第1章 认识MATLAB
用户只需要输入函数的前几个字母（例 如im），
然后单击〈Tab〉键，就会弹出一个浮动 窗口，
列出以这几个字母开始的函数，这样用户 就知道了某个函数的确切写法，
然后再通过help函数查询其详细的解释。
5．在线帮助页
第1章 认识MATLAB
帮助桌面的所有文件均有相应的PDF格 式文件，称为在线帮助页，可用Adobe Acrobat Reader软件阅读。
magic
ones
全部元素都为1的常 randperm 数矩阵
元素服从0和1之间
rand
均匀分布的随机矩 randn
阵
说明 全部元素都为0的矩阵 魔方矩阵 随机排列整数矩阵
元素服从零均值单位方 差正态分布的随机矩阵
第1章 认识MATLAB
二、矩阵的基本计算
1．矩阵与标量的运算 运算包括加、减、乘、除和乘方运算。 矩阵与标量运算是矩阵的每个元素对该 标量的运算。MATLAB用符号“^”计算乘 方时，按照矩阵运算规则计算，要求矩 阵为方矩阵；用符号“.^”计算乘方时， 按照数组运算规则计算，对矩阵没有限 制。
双精度数值数组，占8个字节，精度高，数值范 围大，能用于数学运算，是默认的 MATLAB变量类型
稀疏双精度矩阵，稀疏矩阵只存储少数的非零 元素，较常规矩阵的存储节约了大量的存 储空间
单元数组，单元数组元素的尺寸、性质可以不 同
结构数组
struct
g=struct('name','Li 结构数组，结构数组包括域名，域中可以包括
通常很多人都习惯于建立自己的工作目录， 以便于文件和数据的管理，因此在运行文件前要 将该文件所在的目录设置为当前目录。
二、帮助系统
第1章 认识MATLAB
1．函数浏览器 单击按键〈Shift〉+〈F1〉
2．Help函数
第1章 认识MATLAB
（1）显示当前函数信息。
>> clc
% 清空命令行窗口
>> help
% 在命令行窗口直接输入help，
显示当前函数信息
命令行窗口显示结果如下：
--- clc 的帮助 ---
clc - 清空命令行窗口
第1章 认识MATLAB
（2）显示某类函数信息
>> help elfun % elfun为基本数学函数 命令行窗口部分显示结果如下： Elementary math functions.
非数。在IEEE运算规则中， 它产生于0/0、0×∞等的结 果
realmax 最大正实数
nargin
函数输入参数个数
realmin 最小正实数
nargout 函数输出参数个数
lasterr
存放最新的错误信息
lastwarn 存放最新的警告信息
二、常用数学函数
第1章 认识MATLAB
函数类别 三角函数 对数函数 复数函数