Matlab零基础入门

Posted 2022-05-28 林慢慢脑瓜子嗡嗡的

前言：本篇是随笔，一段时间没用Matlab，简单复习了下，都是入门知识，零基础可读

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文章目录

• 1. 初步认识界面和命名
• 2. 数据类型和矩阵
• 3.元胞数组和结构体
• • 3.1 元胞数组
  • 3.2 eye(3)
  • 3.3 magic
  • 3.4 结构体
• 4. 矩阵构造和四则运算
• • 4.1 矩阵构造
  • 4.2 矩阵运算
  • 4.3 矩阵的下标
  • 4.4 find的用法：
• 5.逻辑与流程控制
• • 5.1 if end 分支结构
  • 5.2 for end
  • 5.3 while end
  • 5.4 switch case case ... otherwise end
• 6.绘图
• • 6.1 二维平面绘图
  • 6.2 三维立体绘图
  • 6.3图形的保存和导出
  • 6.4 图形窗口的分割

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1. 初步认识界面和命名

四个区：文件区、命令行窗口、编辑器以及工作区

1.1 建立脚本（即编辑器），后进行命令；

1.2 脚本名称不保存就输入内容会在文件夹的名字右上角显示*号；

1.3 变量名必须以字母开头！

1.4 文件名建议最好是字母开头。

组成：字母、数字、下划线

1.5 编辑器内选中所需执行内容，右键可单独进行执行

1.6 Matlab所有的索引 index都是从1开始的，对于非码农而言的科研人员相当友好。

2. 数据类型和矩阵

2.1 数据类型

五种：数字；字符和字符串；矩阵；元胞数组；结构体

2.2 clc 和 clear all的区别

clc : 清除命令行窗口的所有命令

clear all : 清楚工作区的所有变量

2.3 注释：matlab软件的注释跟C++、Java这类语言还不一样， %%是横线加粗的注释 %是普通注释

2.4 加减乘除，+ - * /

2.5 字符串: 用单引号引起来（注意区分C++的双引号）。

2.6 区分 abs 、char 、num3str 把数字转换为字符串

对字符操作的话，abs是ASCII转10进制，char10进制转ASCII。

备注：abs函数：数值的绝对值和复数的模值, 函数的定义域包括复数。

“num2str（65）”是把数字65，转换成字符串‘65’

2.7 length计算字符串长度 length（s）

类似其他语言的length

2.8 矩阵运算

定义矩阵:

 A=[1 2 3;4 5 6; 7 8 9]

转置矩阵:

B=A'

拉长矩阵（竖向拉长）：

 C=A(:)

求逆矩阵 ：

D=inv(A)

生成全0的矩阵:

 E=zeros(4,2,3)   

E矩阵3维，4行, 3列 全为0

2.9 rand、randi和randn的区别

演示几个：

在一维生成随机数，随机数范围是0~1

E(:,:,1) = rand(4,2)    

在二维生成随机数，随机数范围0~10

 E(:,:,2) = randi(10,4,2)

在三维生成标准正态分布的随机数

E(:,:,3) = randn(4,2)

3.元胞数组和结构体

3.1 元胞数组

类似C++中的结构体类型

例：

A = cell(1, 6)

3.2 eye(3)

生成3行3列单位矩阵（对角线为1，其余为0）

A2=eye(3)

3.3 magic

生成n阶幻方，无论横竖斜三个方向上的三个数的和总是相同的。

把3*3的幻方矩阵放入A的第一个盒子

A1= magic(3)   

3.4 结构体

注意下初始化方式略有不同，可以理解成键值对。

books=struct('name','machine learning','data mining','price',[30,40])

books.name

books.name(1)     得到cell

books.name1    得到字符串

4. 矩阵构造和四则运算

4.1 矩阵构造

 B=1:2:9  

1-9 步长为2递增跳转

c=repmat(B,3,2)

把B竖着重复三次，横着重复两次

可以理解成把B当成一个最基本的数据，重复B创建一个新的3行2列的矩阵

D=ones(2,4) 

两行四列全1的矩阵，其它可在此基础上乘响应的倍数

4.2 矩阵运算

注意下点乘就行

A .* B 对应项相乘

A. / B 对应项相除

A / B 矩阵相除，可以理解成A乘上B的逆矩阵。

4.3 矩阵的下标

注意一点，跟C++的二维数组不同的点在于，matlab矩阵的下标起点为1

A = magic(3)

B = A(1,1)

B=A(:,3)   第三列所有行

C=A(3,:)   取第三行所有列

b=A(:,[1,3]) 取所有行，第1，3列

c=A([2,3],[1,2]) 取第2，3行，以及1，2列

4.4 find的用法：

返回矩阵或向量中非零元素的索引

[m,n]=find(A>5)

返回非零元素下标 find(vector)   m行n列

5.逻辑与流程控制

这块没啥注意的，逻辑和C语言类似。

5.1 if end 分支结构

if else end

5.2 for end

例：

和其他语言一样，matlab的for循环也可以嵌套for循环

例：

5.3 while end

while后面的东西成立，则执行，否则 end

例：

5.4 switch case case … otherwise end

6.绘图

6.1 二维平面绘图

figure 在使用plot绘图的时候，默认都是在figure上面，figure可以新建一个空白图像

plot(x,y)  作图函数

title('y=sin(x)')  图标题

xlabel('x')  给x加一个坐标

ylabel('sin(x)')  给y加一个坐标

xlim([0 2*pi])  给图片能显示的x坐标限制一个最大值

plotyy  共用一个x坐标系，在y上面有不同的取值

自定义颜色：

自定义线型

自定义数据标记点

代码案例：

x=0:0.01:20

y1=200*exp(-0.05*x).*sin(x)

y2=0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x)

figure

[AX,H1,H2]=plotyy(x,y1,x,y2,'plot')

set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Slow Decay')

set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Fast Decay')

xlabel('Time(\\mesec)')

title('Multiple Decay Rates')

set(H1,'LineStyle','--')

set(H2,'LineStyle',':')

执行到plotyy，理解下共用一个坐标系的意思

增加横纵坐标名称，并为图片增加图片名

改变线型

6.2 三维立体绘图

二维绘图用plot，三维绘图用plot3()

加网格 gird on

各个方向变成正方体 axis square

加标签 xlabel(‘’) ylabel(‘’) zlabel(‘’)

保持原图，后边还要在这个基础上继续画图 hold on

例：

t = 0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
xlabel('sin(t)')
ylabel('cos(t)')
zlabel('t')
grid on 
axis square

6.3图形的保存和导出

两个办法导出图片（不要直接截图）

（1） 编辑 ->复制图片->word中粘贴 （导出设置中可以设置大小）

（2） 文件->保存

6.4 图形窗口的分割

subplot(2, 2, 1) 2行2列四个方块第一个图

subplot(2, 1, 2) 2行1列两个块第二个图

subplot(4,4,3) 4行4列第三个

subplot(4,4,8) 4行4列第八个

x = linspace(0, 2*pi, 60);

subplot(2, 2, 1)     

plot(x,sin(x) - 1);

title('sin(x) - 1');

axis([0, 2*pi, -2, 0])

subplot(2, 1, 2)

plot(x,cos(x)+1);

title('cos(x)+1');

axis([0,2*pi,0,2])

subplot(4,4,3)

plot(x,tan(x));

title('tan(x)');

axis([0,2*pi,-40,40])

subplot(4,4,8)

plot(x,cot(x));

title('cot(x)');

axis([0,2*pi,-35,35])

问题：matlab代码行加不加分号的区别？

在代码行的后加分号，运行结果不会显示在命令行窗口；不加分号，变量的值会随着运行显示在命令行窗口。

如果不想命令行窗口显示太多东西，可以在代码编写的过程中加上分号，需要知道变量的值的时候在工作区进行查看即可。
nspace(0, 2*pi, 60);