matlab课件--第1讲 MATLAB 概述
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Matlab 软件实习
第一讲
MATLAB 概述
Matlab 软件实习
[1]熟悉MATLAB软件的用户环境,掌握其一般目的
命令和MATLAB数组操作与运算函数;
[2] 掌握MATLAB软件的绘图命令,能熟练应用循
环和选择结构实现各种循环选择功能.
[3] 通过数学实例练习,达到能灵活应用MATLAB
软件解决一些简单问题,将数值计算方法/常微分方 程等数学知识应用于数学建模/实际问题中.
[4] 借助MATLAB软件的绘图功能,对方程、函数
等的特性进行探讨,广泛联想,大胆猜想,进而发现证 实其中的规律.
Matlab 软件实习
1 引言
MATLAB 软件
MATLAB 可以做....
MATLAB集成环境的组成 MATLAB的主要特点 安装 启动
Matlab 软件实习
MATLAB的主要特点
1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁, 编程效率高 2) 图形功能强大 3) 功能强大的工具箱 4) 易于扩充
Matlab 软件实习
安装
（Windows操作平台） 1.将源光盘插入光驱； 2.在光盘的根目录下找到MATLAB的安 装文件setup.exe; 3.鼠标双击该安装文件,按提示逐步完成 安装.
1
函数的输入变量数目 函数的输出变量数目
realmin
realmax
最小的可用正实数
最大的可用正实数
Matlab 软件实习
对于变量,MATLAB不需要任何类
型的说明或维数语句,当输入一个新变 量名时MATLAB自动建立变量并为其 分配内存空间.
Matlab 软件实习
复数
不需要特殊的处理.复数可以表示为:a=10-9i
Matlab 软件实习
3. 函数M文件及其调用 函数M文件的形式为 function [输出变量列表]=函数名(输入变量列表) 函数体语句; 例如： function f=f1(x)
f=100*(x(2)-x(1)^2)^2-(1-x(1))^2; 调用格式： x=[2 3]; f=f1(x)
结果为：f =
表达式后面跟分号‚ ; ” , 将不显示结果 ② 表达式后面跟‘,’或不跟任何符号,将显 示表达式的计算结果 ③ 当一个表达式没写完就需换行时,应在该行 末尾键入‘…’之后再回车换行 例如 S = 1-1/2+1/3+1/4+sin(3*X+Y)-cos(X)... -1/8 + 1/10+1/20
Matlab 软件实习
加目录到搜索范围的方法 1) 选择‚File”菜单下的‚Set Path”项,即可 打开路径浏览器 ; 2) 单击“Add folder”或‚Add with subfolders”按钮,选中要加入的搜索路径, 单击‚close”;
3) 如果你想永远保持当前搜索路径,当在出 现一个该问题的对话框时,单击‚Yes”按 钮,否则单击‚No”按钮.
1) MATLAB语言 图形对象句柄：
MATLAB在创建每一个图形对 2) MATLAB工作环境
3) 4)
5) Program Interface)
象时,都为该对象分配唯一的一 句柄图形 个值,称其为图形对象句柄 (Handle).句柄是图形对象的唯 MATLAB数学函数库 一标识符,不同对象的句柄不可 MATLAB API (Application 能重复和混淆.
Matlab 软件实习
数学表达式
数学表达式 加 减 乘 除 幂 圆括号 矩阵运算符 数组运算符
a+b a- b a×b a÷b ab ( )
a+b a-b a*b a/b 或b \a a^b ( )
a+b a-b a .* b a ./ b 或 b .\ a a .^ b ( )
Matlab 软件实习
99
Matlab 软件实习
又如： function [F,G]=f2(x) F=2*x(1)^2+2*x(2)^2-2*x(1)*x(2)-4*x(1)-6*x(2); G=[x(1)+5*x(2)-5 2*x(1)^2-x(2); -x(1) -x(2)]; 用格式： x1=[4 5]; [F1,G1]=f2(x1) 结果为：F1 = -4 G1 = 24 27 -4 -5 无输出参数时，如： function printresults(x) 或 function [ ]=printresults(x)
Matlab 软件实习
路径浏览器 选择 ‚File” 菜单下 的 ‚Set Path” 项,即 可打开 路径浏 览器.
Matlab 软件实习
路径浏览器 能够修改 MATLAB 的搜索路 径并查看 任意路径 下的所有 文件.
Matlab 软件实习
路径浏览器
只有将自己存放M文件 (程 序)的目录加入到MATLAB搜索范 围内,在命令窗口中键入文件名 后, 才能执行.
Matlab 软件实习
MATLAB 还可以做....
常微分方程:求常微分方程、常微分方程 组的符号解 统计计算：均值、方差、概率、参数估计、 假设检验、相关性和回归分析、 统计绘图、 随机数产生器等 优化问题的求解：线性规划、非线性规划 等问题的求解 动态系统模拟
Matlab 软件实习
MATLAB集成环境的组成
变量需要区分字母的大小写; 名字不能超过31
(63 in 7.0)个字符,其后的字符被忽略;
变量必须以字母开头;之后可以是任意字母、数字或
者下划线;
变量中不能含有标点符号.
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特殊变量名
变量 ans pi eps inf nan i,j nargin nargout 变量取值 用于结果的缺省变量名 圆周率 计算机的最小数 无穷大 如1/0 非数值 如0/0
(1) (2) (3)
File菜单项：File菜单项实现有关文件的操作, Edit菜单项：Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作. View菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境的显示 方式.
(4) Web菜单项：Web菜单项用于设置MATLAB的Web操作.
(5) Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单,只包含一个 子菜单Close all,用于关闭所有打开的编辑器窗口,包括M-file、 Figure、Model和GUI窗口. (6) Help菜单项：Help菜单项用于提供帮助信息.
Matlab 软件实习
命令窗口
用于命令行编辑的控制键和方向键
按‘’键,会再显示出刚才键入的命令行 反复按‘’键,可以回调以前键入的所有命 令行 ‘’, „‟, „‟键可移动光标 还有‘ Home‟, „End‟, „Esc‟键等
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命令窗口
变量命名规则
Matlab 软件实习
帮助系统
在MATLAB 命令窗口单 击工具栏的 ‚？‛按钮 或键入 helpwin,即可 进入‚帮助 窗口‛
帮助窗口
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帮助系统
帮助命令
help 函数名
例如，help sqrt 显示： SQRT square root. … help 显示帮助的所有子目录标题， 即搜索路径中所有的目录名称。 help 函数子目录标题 显示某一类的所有函 数或命令。例 help matfun
工作区
工作区：接受MATLAB命令的内存区域，存 储着命令编辑区输入的命令和创建的所有变 量值。包括Command History和Workspace 窗口。 查看工作区变量: who或whos 显示当前工作区中的所有变量 clear 清除工作区中的所有变量 clear (变量名) 清除指定的工作区变量
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文件管理
what
dir
MEX文件：在MATLAB环境下 调用外部程序的应用接口
返回当前目录下 M , MAT , MEX 文件的列表
列出当前目录下的所有文件
cd 显示当前的工作目录 type test 在命令窗口下显示 test.m 的内容 delete test 删除 M 文件 test.m
或 a=10-9*i
复数运算不需要特殊处理,可以直接进行.
[例]
复数 z1=3+4i，z2=1+2i，z3=2pi*i，
计算 z=z1*z2/z3
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显示格式
MATLAB中所有的量为双字长浮点数,显示按
下面显示规则：
1. 在缺省情况下,当结果为整数,作为整数显示;当结果
为实数,以小数后4位的精度近似显示.
which test 显示 M 文件 test.m 所在的目录
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Matlab 软件实习
Matlab 软件实习
工作区
保存工作区变量
save (文件名) load (文件名)
MAT文件：通过C或Fortran 语言将数据结果转换成 将当前工作区的变量储存在 一个MAT-文件中
调出一个MAT-文件
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MATLAB 软件
• MATrix LABoratory • 由美国MathWorks公司开发 • 适合多学科、功能强大 • 高等课程的基本教学工具
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MATLAB 可以做....
微积分：微分、积分、求极限、泰勒展 开、级数求和 代数：基本代数运算、求矩阵的Jordan 标准形、奇异值分解、特征多项式、代数方 程解的化简 数值分析：插值与拟合、数值微分与积 分、函数逼近、代数方程和微分方程的数值 解和符号解
4.安装完成后,在程序栏里便有MATLAB 选项.
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启动
(1)利用快捷方式,双击快捷图标.
(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe .
(3)使用Windows“开始”菜单,在“开始
程序MatlabMATLAB”中单击 MATLAB , 便会出现MATLAB Command Window (即命令窗口).
Matlab 软件实习
退出
MATLAB系统的退出 要退出MATLAB系统,也有3种常见方法: (1) 在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令. (2) 在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令. (3) 单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮.
Matlab 软件实习
Matlab 软件实习
命令窗口
命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主 要场所. MATLAB语句的一般形式为： 变量 = 表达式 如:键入：X=4.5 并回车, 将显示： X= 4.5 再键入：Y=sin(X*pi)并回车,将显示： Y= 1
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命令窗口
①
„;‟„,‟„…‟的作用
2. Matlab环境
命令窗口 MATLAB工作区
MATLAB 的程序编辑器 MATLAB路径浏览器 MATLAB帮助系统
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主窗口
标题栏 菜单栏
工具栏
工作区
命令编辑区
Matlab 软件实习
菜单栏
在MATLAB 6.5主窗口的菜单栏,共包含File、Edit、View、Web、 Window和Help 6个菜单项.
2. 如果结果中的有效数字超出了这一范围,以科学计数
法显示结果.
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a = 1.23456789 format format short format long format long e format short e format rat 1.2345 1.2345 1.23456789000000 1.234567890000000e+000 1.2346e+000 100/81
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2.命令M文件及其运行 命令M文件：一些命令行的组合. 例如：% 文件名ex1.m
x=4;y=6;z=2;
items=x+y+z cost=x*25+y*22+z*99 average_cost=cost/items 1）在程序编辑窗口输入,以名为ex1.m的M文件存磁盘 2）在MATLAB命令编辑窗口键入ex1,便会顺序执行该 文件中的命令.
quit 或 单击右上角的“”按钮,退出工作区
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程序编辑器
在MATLAB 命令窗口单 击‚新建‛ 按钮,就可打 开MATLAB 程序编辑器, 在此可建立 和编辑M文 件.
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程序编辑器
M文件：命令文件和函数文件 1.M文件的建立 1) 进入程序编辑器 ( MATLAB Editor/Debug) 2) 输入程序 3) 保存程序
第一讲
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[1]熟悉MATLAB软件的用户环境,掌握其一般目的
命令和MATLAB数组操作与运算函数;
[2] 掌握MATLAB软件的绘图命令,能熟练应用循
环和选择结构实现各种循环选择功能.
[3] 通过数学实例练习,达到能灵活应用MATLAB
软件解决一些简单问题,将数值计算方法/常微分方 程等数学知识应用于数学建模/实际问题中.
[4] 借助MATLAB软件的绘图功能,对方程、函数
等的特性进行探讨,广泛联想,大胆猜想,进而发现证 实其中的规律.
Matlab 软件实习
1 引言
MATLAB 软件
MATLAB 可以做....
MATLAB集成环境的组成 MATLAB的主要特点 安装 启动
Matlab 软件实习
MATLAB的主要特点
1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁, 编程效率高 2) 图形功能强大 3) 功能强大的工具箱 4) 易于扩充
Matlab 软件实习
安装
（Windows操作平台） 1.将源光盘插入光驱； 2.在光盘的根目录下找到MATLAB的安 装文件setup.exe; 3.鼠标双击该安装文件,按提示逐步完成 安装.
1
函数的输入变量数目 函数的输出变量数目
realmin
realmax
最小的可用正实数
最大的可用正实数
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对于变量,MATLAB不需要任何类
型的说明或维数语句,当输入一个新变 量名时MATLAB自动建立变量并为其 分配内存空间.
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复数
不需要特殊的处理.复数可以表示为:a=10-9i
Matlab 软件实习
3. 函数M文件及其调用 函数M文件的形式为 function [输出变量列表]=函数名(输入变量列表) 函数体语句; 例如： function f=f1(x)
f=100*(x(2)-x(1)^2)^2-(1-x(1))^2; 调用格式： x=[2 3]; f=f1(x)
结果为：f =
表达式后面跟分号‚ ; ” , 将不显示结果 ② 表达式后面跟‘,’或不跟任何符号,将显 示表达式的计算结果 ③ 当一个表达式没写完就需换行时,应在该行 末尾键入‘…’之后再回车换行 例如 S = 1-1/2+1/3+1/4+sin(3*X+Y)-cos(X)... -1/8 + 1/10+1/20
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加目录到搜索范围的方法 1) 选择‚File”菜单下的‚Set Path”项,即可 打开路径浏览器 ; 2) 单击“Add folder”或‚Add with subfolders”按钮,选中要加入的搜索路径, 单击‚close”;
3) 如果你想永远保持当前搜索路径,当在出 现一个该问题的对话框时,单击‚Yes”按 钮,否则单击‚No”按钮.
1) MATLAB语言 图形对象句柄：
MATLAB在创建每一个图形对 2) MATLAB工作环境
3) 4)
5) Program Interface)
象时,都为该对象分配唯一的一 句柄图形 个值,称其为图形对象句柄 (Handle).句柄是图形对象的唯 MATLAB数学函数库 一标识符,不同对象的句柄不可 MATLAB API (Application 能重复和混淆.
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数学表达式
数学表达式 加 减 乘 除 幂 圆括号 矩阵运算符 数组运算符
a+b a- b a×b a÷b ab ( )
a+b a-b a*b a/b 或b \a a^b ( )
a+b a-b a .* b a ./ b 或 b .\ a a .^ b ( )
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又如： function [F,G]=f2(x) F=2*x(1)^2+2*x(2)^2-2*x(1)*x(2)-4*x(1)-6*x(2); G=[x(1)+5*x(2)-5 2*x(1)^2-x(2); -x(1) -x(2)]; 用格式： x1=[4 5]; [F1,G1]=f2(x1) 结果为：F1 = -4 G1 = 24 27 -4 -5 无输出参数时，如： function printresults(x) 或 function [ ]=printresults(x)
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路径浏览器 选择 ‚File” 菜单下 的 ‚Set Path” 项,即 可打开 路径浏 览器.
Matlab 软件实习
路径浏览器 能够修改 MATLAB 的搜索路 径并查看 任意路径 下的所有 文件.
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路径浏览器
只有将自己存放M文件 (程 序)的目录加入到MATLAB搜索范 围内,在命令窗口中键入文件名 后, 才能执行.
Matlab 软件实习
MATLAB 还可以做....
常微分方程:求常微分方程、常微分方程 组的符号解 统计计算：均值、方差、概率、参数估计、 假设检验、相关性和回归分析、 统计绘图、 随机数产生器等 优化问题的求解：线性规划、非线性规划 等问题的求解 动态系统模拟
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MATLAB集成环境的组成
变量需要区分字母的大小写; 名字不能超过31
(63 in 7.0)个字符,其后的字符被忽略;
变量必须以字母开头;之后可以是任意字母、数字或
者下划线;
变量中不能含有标点符号.
Matlab 软件实习
特殊变量名
变量 ans pi eps inf nan i,j nargin nargout 变量取值 用于结果的缺省变量名 圆周率 计算机的最小数 无穷大 如1/0 非数值 如0/0
(1) (2) (3)
File菜单项：File菜单项实现有关文件的操作, Edit菜单项：Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作. View菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境的显示 方式.
(4) Web菜单项：Web菜单项用于设置MATLAB的Web操作.
(5) Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单,只包含一个 子菜单Close all,用于关闭所有打开的编辑器窗口,包括M-file、 Figure、Model和GUI窗口. (6) Help菜单项：Help菜单项用于提供帮助信息.
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命令窗口
用于命令行编辑的控制键和方向键
按‘’键,会再显示出刚才键入的命令行 反复按‘’键,可以回调以前键入的所有命 令行 ‘’, „‟, „‟键可移动光标 还有‘ Home‟, „End‟, „Esc‟键等
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命令窗口
变量命名规则
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帮助系统
在MATLAB 命令窗口单 击工具栏的 ‚？‛按钮 或键入 helpwin,即可 进入‚帮助 窗口‛
帮助窗口
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帮助系统
帮助命令
help 函数名
例如，help sqrt 显示： SQRT square root. … help 显示帮助的所有子目录标题， 即搜索路径中所有的目录名称。 help 函数子目录标题 显示某一类的所有函 数或命令。例 help matfun
工作区
工作区：接受MATLAB命令的内存区域，存 储着命令编辑区输入的命令和创建的所有变 量值。包括Command History和Workspace 窗口。 查看工作区变量: who或whos 显示当前工作区中的所有变量 clear 清除工作区中的所有变量 clear (变量名) 清除指定的工作区变量
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文件管理
what
dir
MEX文件：在MATLAB环境下 调用外部程序的应用接口
返回当前目录下 M , MAT , MEX 文件的列表
列出当前目录下的所有文件
cd 显示当前的工作目录 type test 在命令窗口下显示 test.m 的内容 delete test 删除 M 文件 test.m
或 a=10-9*i
复数运算不需要特殊处理,可以直接进行.
[例]
复数 z1=3+4i，z2=1+2i，z3=2pi*i，
计算 z=z1*z2/z3
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显示格式
MATLAB中所有的量为双字长浮点数,显示按
下面显示规则：
1. 在缺省情况下,当结果为整数,作为整数显示;当结果
为实数,以小数后4位的精度近似显示.
which test 显示 M 文件 test.m 所在的目录
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Matlab 软件实习
工作区
保存工作区变量
save (文件名) load (文件名)
MAT文件：通过C或Fortran 语言将数据结果转换成 将当前工作区的变量储存在 一个MAT-文件中
调出一个MAT-文件
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MATLAB 软件
• MATrix LABoratory • 由美国MathWorks公司开发 • 适合多学科、功能强大 • 高等课程的基本教学工具
Matlab 软件实习
MATLAB 可以做....
微积分：微分、积分、求极限、泰勒展 开、级数求和 代数：基本代数运算、求矩阵的Jordan 标准形、奇异值分解、特征多项式、代数方 程解的化简 数值分析：插值与拟合、数值微分与积 分、函数逼近、代数方程和微分方程的数值 解和符号解
4.安装完成后,在程序栏里便有MATLAB 选项.
Matlab 软件实习
启动
(1)利用快捷方式,双击快捷图标.
(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe .
(3)使用Windows“开始”菜单,在“开始
程序MatlabMATLAB”中单击 MATLAB , 便会出现MATLAB Command Window (即命令窗口).
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退出
MATLAB系统的退出 要退出MATLAB系统,也有3种常见方法: (1) 在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令. (2) 在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令. (3) 单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮.
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命令窗口
命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主 要场所. MATLAB语句的一般形式为： 变量 = 表达式 如:键入：X=4.5 并回车, 将显示： X= 4.5 再键入：Y=sin(X*pi)并回车,将显示： Y= 1
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命令窗口
①
„;‟„,‟„…‟的作用
2. Matlab环境
命令窗口 MATLAB工作区
MATLAB 的程序编辑器 MATLAB路径浏览器 MATLAB帮助系统
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主窗口
标题栏 菜单栏
工具栏
工作区
命令编辑区
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菜单栏
在MATLAB 6.5主窗口的菜单栏,共包含File、Edit、View、Web、 Window和Help 6个菜单项.
2. 如果结果中的有效数字超出了这一范围,以科学计数
法显示结果.
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a = 1.23456789 format format short format long format long e format short e format rat 1.2345 1.2345 1.23456789000000 1.234567890000000e+000 1.2346e+000 100/81
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2.命令M文件及其运行 命令M文件：一些命令行的组合. 例如：% 文件名ex1.m
x=4;y=6;z=2;
items=x+y+z cost=x*25+y*22+z*99 average_cost=cost/items 1）在程序编辑窗口输入,以名为ex1.m的M文件存磁盘 2）在MATLAB命令编辑窗口键入ex1,便会顺序执行该 文件中的命令.
quit 或 单击右上角的“”按钮,退出工作区
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程序编辑器
在MATLAB 命令窗口单 击‚新建‛ 按钮,就可打 开MATLAB 程序编辑器, 在此可建立 和编辑M文 件.
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程序编辑器
M文件：命令文件和函数文件 1.M文件的建立 1) 进入程序编辑器 ( MATLAB Editor/Debug) 2) 输入程序 3) 保存程序