第 1 节Matlab 基本知识
一、Matlab 的主要功能
Matlab是一种功能非常强大的工程语言，诞生于20世纪70年代，1984年正式推向市场。2002年8月，Matlab6.5开始发布。是进行科学研究和产品开发必不可少的工具。
●数值和符号计算
矩阵(数组)的四则运算（Matrix＋Laboratory）、数值差分、导数、积分、求解微分方程、微分方程的优化等
●数字图像、数字信号处理
●工程和科学绘图
●控制系统设计
●财务工程
●建模、仿真功能
二、Matlab 的界面
1.命令窗口（Command Window）：
Matlab各种操作命令都是由命令窗口开始，用户可以在命令窗口中输入Matlab命令，实现其相应的功能。此命令窗口主要包括文本的编辑区域和菜单栏（如：四则运算；“;”禁止显示变量的值；↑↓遍历以前的命令）。在命令窗口空白区域单击鼠标右键，打开快捷菜单，各项命令功能如下：
Evaluate Selection :打开所选文本对应的表达式的值。
Open Selection :打开文本所对应的MatLab文件。
Cut :剪切编辑命令。
Paste :粘贴编辑命令。
2. M-文件编辑/调试（Editor/Debugger）窗口
Matlab Editor/Debugger窗口是一个集编辑与调试两种功能于一体的工具环境。
M-文件（函数文件）
●什么是M-文件：它是一种和Dos环境中的批处理文件相似的脚本文件，对于简单问题，直接输入命令即可，但对于复杂的问题和需要反复使用的则需做成M－文件（Script File）。
●创建M-文件的方法：
Matlab命令窗的File/New/M-file。
在Matlab命令窗口运行edit。
●M－文件的扩展名： *.m
●执行M-文件：F5
●M文件的调试
选择Debug菜单，其各项命令功能如下：
Step :逐步执行程序。
Step in :进入子程序中逐步执行调试程序。
Step out :跳出子程序中逐步执行调试程序。
run:执行M-文件。
Go Until Cursor :执行到光标所在处。
Exit Debug Mode :跳出调试状态。
●函数文件的创建要求：文件名与函数名必须相同，如sin(x)必有sin.m函数文件存在。
要求实参和形参位置一一对应。形参在工作空间中不会存在。
可以编写递归函数，可以嵌套其他函数。
可以用return命令返回，也可以执行到终点返回
3.工作空间（Workspace）窗口：
显示目前保存在内存中的Matlab的数学结构、字节数、变量名以及类型窗口。
保存变量：File菜单\Save Workspace as 命令行：save 文件名
装入变量：File菜单\Import Data 命令行：Load 文件名
4.现在目录窗口（Current Directory）
5.命令历史窗口（Command History ）：提供先前使用过的函数，可以复制或者再次执行这些命令。
Matlab帮助系统
Matlab在命令窗口提供了可以获得帮助的命令，用户可以很方便的获得帮助信息。例如：在窗口中输入“help fft”就可以获得函数“fft”的信息。常用的帮助信息有help ,demo ,doc ,who ,whos ,what ,which ,lookfor ,helpbrowser ,helpdesk ,exit ,web 等。
三、关于变量
变量命名规则：
●变量名是不包含空格的单个词
●变量名区分大小写
●变量名必须以字母开头的字母、数字、下划线的组合，最多19个字符。
●Matlab提供的标准函数名均以小写字母开头
特殊变量名：
●ans 缺省变量名
●pi 圆周率
●i，j 虚数单位
●eps 无穷小
●inf ，Inf 无穷大
●realmax 最大正实数
●realmin 最小正实数
清除变量的值
●clear
●clear 变量名1 变量名2
显示驻留内存的变量名
●who
●whos
第 2 节 Matlab编程
一、矩阵（数组）的输入
1、直接输入
直接按行方式输入每个元素：同一行中的元素用逗号（，）或者用空格符来分隔，且空格个数不限；不同的行用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（[ ]）内；多维矩阵用多重方括弧。可建立复数矩阵
如： Null_M = [ ] %生成一个空矩阵
可建立复数矩阵
R=[1,2,3;4,5,6]
I=[7,8,9;10,11,12]
Z=R+I*j
2. 由M文件方式建立，今后使用键入M文件名即可建立相应矩阵
2、利用函数输入
“：”表达式，产生等差行向量 start：step：end 或start：end（step＝1）如：t＝1：20
产生等距输入： linspace（a,b,n） 将〔a,b〕区间分成n－1个等距小区间
产生随机排列： randperm(n) 产生1～n之间整数的随机排列
3、特殊矩阵输入
zeros(n) 生成n×n全零阵，
zeros（a，b） 元素全为0的a×b维矩阵， 以下各函数同理具有该类型。
zeros(size(A)) 生成与矩阵A相同大小的全零阵，
ones（a，b） 元素全为1的a×b维矩阵
eye（a，b） 对角线上的元素为1的a×b维矩阵
rand（a，b） 产生a×b维均匀分布的随机矩阵，其元素在（0，1）内
rand 无变量输入时只产生一个随机数
randn（a，b）产生a×b维正态分布的随机矩阵
4.矩阵的转置和逆矩阵
⏹X的转置：X’ ( 图像顺时针旋转90°，并水平镜像)
如：a=imread('D:\2-1.bmp');
b=a';
subplot(1,2,1),subimage(a),subplot(1,2,2),subimage(b)
⏹X的逆矩阵 inv(X)
二、矩阵元素的访问及其大小的确定
访问第n个元素： X（n）（n>=1）
访问多个元素： X ([n1，n2，n3……]) 或 X（1:10）
确定元素的个数： numel(X)
确定矩阵的大小： [m,n,l]=size(X)
三、矩阵的算数运算
●数与矩阵的运算：m等价于m.
m＋A : m与A中各元素相加
m－A : m与A中各元素相减
m×A : m与A中各元素相乘
m. /A : m除以A中各元素 （没有m/A）
m \ A : A中各元素除以m
●矩阵与矩阵的运算
A＋B: A、B对应元素相加
A－B: A、B对应元素相减
A×B: A、B矩阵按线性代数中矩阵乘法运算进行相乘（注意维数匹配）
A.*B: A、B对应元素相乘（注意维数相同）
A / B: A除以B矩阵 （ A×B－1）（注意维数匹配）
A./B: A除以B中各元素
A \ B: B除以A矩阵 （ A－1×B）（注意维数匹配）
A.\B: B除以A中各元素
A^m： 相当于矩阵A×矩阵A×矩阵A…….（m为小数即是矩阵的开方运算）（注意维数匹配）
A.^m：矩阵A中各元素的m次方
A.^B：矩阵A中各元素的进行B中对应元素次方（注意维数相同）
四、关系运算
<、<=、>、>=、= =、~ = 六种关系运算符。关系成立结果为1，否则为0。
五、逻辑运算
设矩阵A和B都是m×n矩阵或其中之一为标量，在MATLAB中定义了如下的逻辑运算：&、|、~、xor（真为1，假为0）
（1）矩阵的与运算
格式 A&B或and(A, B)
说明 A与B对应元素进行与运算，若两个数均非0，则结果元素的值为1，否则为0。
（2）或运算
格式 A|B或or(A, B)
说明 A与B对应元素进行或运算，若两个数均为0，则结果元素的值为0，否则为1。
（3）非运算
格式 ~A或not (A)
说明 若A的元素为0，则结果元素为1，否则为0。
（4）异或运算
格式 xor (A,B)
说明 A与B对应元素进行异或运算，若相应的两个数中一个为0，一个非0，则结果为0，否则为1。
六、集合运算
1．两个集合的交集 intersect
2．检测集合中的元素 ismember
3．两集合的差 setdiff
4．两个集合交集的非（异或）函数 setxor
5．两集合的并集 union
6．取集合的单值元素 unique
七、MatLab的控制流
由各种语句构成
语句后面加“；”号，不显示运算结果
％开头表示是注释语句
赋值语句
变量＝表达式
表达式 （相当于将值付给ans变量）
演示（三）
for循环结构
【例】一个简单的for循环示例。
for i=1:10; %i依次取1,2,…10,.
x(i)=i; %对每个i值，重复执行由该指令构成的循环体，
end;
x %要求显示运行后数组x的值。
x =
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
while循环结构
【例】Fibonacci数组的元素满足Fibonacci 规则： ，；且。现要求计算出该数组中第一个大于10000的元素。
a(1)=1;a(2)=1;i=2;
while a(i)<=10000
a(i+1)=a(i-1)+a(i); %当现有的元素仍小于10000时，求解下一个元素。
i=i+1;
end;
i,a(i),
i =
21
matlab速成教程ans =
10946
if-else-end分支结构
【例1】一个简单的分支结构。
cost=10;number=12;
if number>8
sums=number*0.95*cost;
end,sums
sums =
114.0000
【例2】用for循环指令来寻求Fibonacc数组中第一个大于10000的元素。
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