数学建模-Matlab学习笔记(二)

本文最后更新于:December 3, 2021 pm

MATLAB(矩阵实验室)是第四代高层次的编程语言和交互式环境数值计算,可视化和编程。由美国MathWorks公司开发的一种编程语言。用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。拥有众多的内置命令和数学函数,可以帮助您在数学计算,绘图和执行数值计算方法。

目录

1.MATLAB 基本用法

MATLAB 是一种解释型的环境。也就是说,只要给MATLAB一个命令,它就会马上开始执行。MATLAB 的程序文件是扩展名为.m的 M 文件,M 文件有脚本 M 文件和函数 M 文件两种。脚本 M 文件是比较简单的程序文件,仅是一串按用户意图排列而成的 MATLAB 命令集合。

如:

1
2
5+5 %返回10
3^2 %返回9

MATLAB 提供了一些特殊的一些数学符号的表达。Nan 代表“不是一个数字”。

1.1 退出

想要退出 MATLAB 环境,可以使用以下任何一种方式:

  1. 在 MATLAB 的命令行窗口输入exit命令。
  1. 在 MATLAB 的命令行窗口输入quit命令。
  1. 直接单击 MATLAB 直接面右上角的“关闭”按钮。

1.2 常用的运算符和特殊字符

MATLAB常用的运算符和特殊字符。

运算符 目的
+ 加;加法运算符
- 减;减法运算符
* 标量和矩阵乘法运算符
.* 数组乘法运算符
^ 标量和矩阵求幂运算符
.^ 数组求幂运算符
\ 矩阵左除
/ 矩阵右除
.\ 阵列左除
./ 阵列右除
: 向量生成;子阵提取
( ) 下标运算;参数定义
[ ] 矩阵生成
. 点乘运算,常与其他运算符联合使用
续行标志;行连续运算符
, 分行符(该行结果不显示)
; 语句结束;分行符(该行结果显示)
% 注释标志
_ 引用符号和转置运算符
._ 非共轭转置运算符
= 赋值运算符

1.3 注释

MATLAB的百分比符号(%)是用于表示一个注释行。

1
y=23 %这是注释

1.4 分号(;)的使用

MATLAB中分号(;)表示语句结束;但是,如果想抑制和隐藏 MATLAB 输出表达,表达后添加一个分号。

实例:

1
2
3
4
x = 3;
y = x + 5
%输出结果
y=8

1.5 命名变量

变量名称是由一个字母后由任意数量的字母,数字或下划线。MATLAB中是区分大小写的。变量名可以是任意长度。

1.6 特殊变量和常量

支持以下特殊变量和常量。

Name Meaning
ans 默认的变量名,以应答最近依次操作运算结果
eps 浮点数的相对误差
i,j 虚数单位,定义为 i2 = j2 = -1
Inf 代表无穷大
NaN 代表不定值(不是数字)
pi 圆周率

1.7 保存进度

MATLAB使用save命令保存工作区中的所有变量,然后作为一个扩展名为.mat的文件,在当前目录中。

实例:

1
save myfile

该文件可以随时重新加载,然后使用load命令。

1
load myfile

1.8 通用命令

MATLAB 通用命令常用部分及其功能。这些命令分为常用管理命令、变量和工作区管理命令、命令行窗口控制、文件和工作环境管理等类型。

1.8.1 常用管理命令

常用管理命令 相关功能
help MATLAB 函数和 M 文件的在线帮助
version MATLAB 版本号
ver 显示 MathWorks 产品的版本信息
path 控制 MATLAB 的目录搜索路径
addpath 将目录添加到 MATLAB 的搜索路径上
rmpath 从 MATLAB 的搜索路径上删除目录
whatsnew 显示 MATLAB 和工具箱的 README 文件
what 列出响应目录下的 M 文件、MAT 文件和 MEX 文件
which 函数和文件定位
type 列出文件
doc 在 help 浏览窗口中显示帮助信息
lookfor 在 help 文本中搜索关键字
lasterr 上一条出错信息
error 显示出错信息
profile 探查函数的执行时间

1.8.2 变量和工作区管理命令

变量和工作区管理命令 相关功能
who,whos 列出内存中的变量目录
disp 显示文本或阵列
clear 从工作区中清除项目
mlock 防止 M 文件被删除
munlock 允许删除 M 文件
length 求向量或矩阵的长度
size 求阵列维大小
save 将工作区变量保存到磁盘
load 从磁盘中恢复变量
pack 释放工作区内存

1.8.3 命令行窗口控制

命令行窗口控制 相关功能
echo 控制 M 文件执行过程中是否启用命令回显
format 控制输出显示格式
more 控制命令行窗口的分页显示

1.8.4 文件和工作环境管理

文件和工作环境管理 相关功能
diary 在磁盘文件中保存任务
dir 现实目录列表
cd 改变工作目录
mkdir 建立目录
copyfile 复制文件
delete 删除文件和图形对象
edit 编辑 M 文件
inmem 获取内存中的 M 文件名
matlabroot 获取 MATLAB 安装的根目录名
fullfile 构造文件全名
fileparts 获取文件名的组成部分
tempdir 返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名

1.8.5 启动和退出

启动和退出 MATLAB 相关功能
matlabrc 启动 MATLAB 的 M 文件
startup 启动 MATLAB 的 M 文件
quit 终止(退出)MATLAB

1.9 快捷键

键盘按键 说明 键盘按键 说明
Ctrl+P,调用上一行 Home Ctrl+A,光标置于当前行开头
Ctrl+N,调用下一行 End Ctrl+E,光标置于当行末尾
Ctrl+B,光标左移一个字符 Esc Ctrl+U,清除当前输入行
Ctrl+F,光标右移一个字符 Del Ctrl+D,删除光标处的字符
Ctrl+← Ctrl+L,光标左移一个单词 Backspace Ctrl+H,删除光标前的字符
Ctrl+→ Ctrl+R,光标右移一个单词 Alt+Backspace 恢复上一次删除

2.MATLAB 文件管理

当前目录窗口,利用该窗口可组织、管理和使用所有 MATLAB 文件和非 MATLAB 文件,如创建、复制、删除和重命名文件夹和文件。甚至还可以用此窗口打开、编辑和运行 M 程序文件以及加载 MAT 数据文件等。

2.1 搜索路径及其设置

MATLAB 提供了专门的路径搜索器来搜索存储在内存中的 M 文件和其他文件,MATLAB 自带的文件所存放路径都被默认包含在搜索路径中,在 MATLAB 安装目录的“toolbox”文件夹中包含了所有此类目录和文件。

需要注意的是,不在搜索路径下的文件夹和文件,在应用 MATLAB 的搜索功能时是找不到的。

2.1.1 查看 MATLAB 搜索路径

单击 MATLAB 主界面菜单工具栏中的“设置路径”按钮,打开“设置路径”对话框,如图。

该对话框分为左右两部分,左侧的几个按钮用来添加,目录到搜索路径,还可以从当前的搜索路径中移除选择的目录;右侧的列表框列出来已经被 MATLAB 添加到搜索路径的目录。
此外,在命令行窗口中插入命令 path,MATLAB 将把所有的搜索路径列出来,如图。

2.2 设置 MATLAB 的搜索路径

MATLAB 提供了 3 种方法来设置搜索路径。推荐使用第一种方法,该方法不需要记忆琐碎的命令格式。

2.2.1 第一种

在命令行窗口中输入 Pathtool 或者通过 MATLAB 主界面菜单栏上的“设置路径”选项菜单,进入“设置路径”对话框,然后通过该对话框编辑搜索路径。如上图。

2.2.2 第二种

在命令行窗口中输入。

1
path (path, 'path')    % 'path' 是待添加目录的完整路径。

2.2.3 第三种

在命令行窗口中输入。

1
2
3
addpath 'path' -begin    % 'path' 是待添加目录的路径,将新目录添加到搜索路径的开始

addpath 'path' -end % 'path' 是待添加目录的路径,将新目录添加到搜索路径的末端


本文作者: 墨水记忆
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