MatLab编程中文版第二章

目录

第二章MATLAB基础 .................................................................................................................... 1

2.1 变量和数组 ........................................................................................................................ 1 2.2 MATLAB变量的初始化 ................................................................................................... 3

2.2.1 用赋值语句初始化变量 ......................................................................................... 3 2.2.2 用捷径表达式（short expressions）来赋值 ......................................................... 4 2.2.3 用内置函数来初始化 ............................................................................................. 5 2.2.4用关键字input初始化变量 .................................................................................... 6 测试2.1 ............................................................................................................................. 6 2.3 多维数组 ............................................................................................................................ 6

2.3.1 多维数组在内存中的存储 ..................................................................................... 7 2.3.1 用单个下标访问多标数组 ..................................................................................... 8 2.4 子数组 ................................................................................................................................ 8

2.4.1 end函数 ................................................................................................................... 9 2.4.2 子数组在左边的赋值语句的使用 ......................................................................... 9 2.4.3 用一标量来给子数组赋值 ................................................................................... 10 2.5 特殊变量 .......................................................................................................................... 11

测试2.2 ........................................................................................................................... 11 2.6 显示输出数据 .................................................................................................................. 12

2.6.1 改变默认格式 ....................................................................................................... 12 2.6.2 disp函数 ................................................................................................................ 13 2.6.3 用fprintf函数格式化输出数据 ........................................................................... 13 2.7 数据文件 .......................................................................................................................... 13

测试2.3 ........................................................................................................................... 14 2.8 标量运算和数组运算 ...................................................................................................... 15

2.8.1 标量运算符 ........................................................................................................... 15 2.8.2 数组运算和矩阵运算 ........................................................................................... 15 例2.1 ............................................................................................................................... 16 2.9 运算的优先级 .................................................................................................................. 17

例2.2 ............................................................................................................................... 18 测试2.4 ........................................................................................................................... 18 2.10 MATLAB的内建函数 ................................................................................................... 19

2.10.1 选择性结果 ......................................................................................................... 19 2.10.2 带数组输入的MATLAB函数的应用............................................................... 19 2.10.3 常见的MATLAB函数 ...................................................................................... 19 2.11 画图入门 ........................................................................................................................ 19

2.11.1 简单的xy画图的应用 ....................................................................................... 20 2.11.2 打印图象 ............................................................................................................. 21 2.11.3 联合作图 ............................................................................................................. 22 2.11.4 线的颜色,线的形式,符号形式和图例 ............................................................... 22 2.11.5 对数尺度 ............................................................................................................. 24 2.12 例子 ................................................................................................................................ 25

I

例2.3 ............................................................................................................................... 25 例2.4 ............................................................................................................................... 26 例2.5 ............................................................................................................................... 28 2.13 调试MATLAB程序 ..................................................................................................... 29 2.14 总结 ................................................................................................................................ 30

2.14.1 好的编程习惯 ..................................................................................................... 31 2.14.2 MATLAB总结 .................................................................................................... 31 2.15 练习 ................................................................................................................................ 33

2.1 .................................................................................................................................... 33 2.2 .................................................................................................................................... 33 2.3 .................................................................................................................................... 33 2.4 .................................................................................................................................... 33 2.5 .................................................................................................................................... 34 2.6 .................................................................................................................................... 34 2.7 .................................................................................................................................... 34 2.8 .................................................................................................................................... 34 2.9 .................................................................................................................................... 34 2.10 .................................................................................................................................. 34 2.11 .................................................................................................................................. 35 2.12 .................................................................................................................................. 35 2.13 .................................................................................................................................. 35 2.14 .................................................................................................................................. 35 2.15 .................................................................................................................................. 35 2.16 .................................................................................................................................. 36 2.17 .................................................................................................................................. 36 2.18 .................................................................................................................................. 36

II

第二章MATLAB基础

在本章我将向大家介绍MATLAB的基本元素。在本章的章末，你将会编写简单的函数化的工具。

2.1 变量和数组

MATLAB程序的基本数据单元是数组。一个数组是以行和列组织起来的数据集合，并且拥有一个数组名。数组中的单个数据是可以被访问的，访问的方法是数组名后带一个括号，括号内是这个数据所对应行标和列标。标量在MATLAB中也被当作数组来处理——它被看作只有一行一列的数组。

数组可以定义为向量或矩阵。向量一般来描述一维数组，而矩阵往往来描述二维或多维数组。在本书中，当我们讨论一维数组时用向量表示，当我们讨论二维或多维向量时用矩阵。如果在特殊情况下，同时遇到这两种数组，我们就把他们通称为“数组”。

数组的大小（size）由数组的行数和列数共同决定,注意行数在前。一个数组所包含的数据多少可由行数乘列数得到。例如，下列数组的大小为

row1

row2 row3 row4

col1 col2 col3 col4 col5 图2.1一个数组是以行和列组织起来的数据集合,此数组arr含有20个元素，共4行，5列。阴影元素是arr(3,2)

数组 ?1?A?3???5B??1

大小 这是一个3×2矩阵，包含6个元素 34?2??4?6??2 这是一个一维行向量，共有4个元素 ?1???2C????3????4? 这是一个一维行向量，共有4个元素 数组中的单个数据是可以被访问的，访问的方法是数组名后带一个括号，括号内是这个

1

数据所对应的行标和列标。如果这个数组是一个行向量或列向量，则只需要一个下标。例如上面的数组A（2 1）为3，C（2）为2。一个MATLAB变量是一段包含一个数组的内存区，并且拥有一个用户指定的变量名。通过适当的命令和它的变量名随时可以就调用它和修改它。

MATLAB的变量名必须以字母开头，后面可以跟字母，数字和下划线（_）.只有前31个字符是有效的；如果超过了31个字符，基余的字符将被忽略。如果声明两个变量，两变量名只有第32个字符不同，那么MATLAB将它们当作同一变量对待。

常见编程错误

确保你所声明的变量名前31个字符是独一无二的。否则，MATLAB将无法辨认出它们的不同。

当你编写程序时，给变量起一个有意义的名字非常的重要。有意义的名字极大的提高了程序的可读性和可维护性。像day，month和year这样的名字意义非常明确，即使第一次看到也能理解。尽管空格不能用在MATLAB变量名中，但是可以用下划线代替空格创造出有意义的变量名。比如，changerate可以写成change_rate.

好的编程习惯

给你的变量起一个描述性的且易于记忆的变量名。例如，货币汇率可以exchange_rate为变量名。这种方法将使得你的程序更加明确且易于理解。

在你所写的程序的开头列出一数据字典（data dictionary）十分的重要.数据字典列举了你在本程序中用到的所有变量的定义。它的定义应包括本条目的所要描述的内容和它在执行时所在的单元。当编写程序时，编定数据字典看似没有必要。但是设想一下，在过了一段时间后，你或其他人要对此程序修改，这时数据字典就显得十分的有用。

好的编程习惯

给每个程序创建一个数据字典以增强程序的可维护性。

在MATLAB语言中是区分字母大小的，也就是说，大写字母和小写字母代表的东西是不同的。所以变量NAME,Name，name在MATLAB中是不同的。所以已用过的小写变量名与一个新建大写的变量名重名，这时使用时要特别地小心。在一般情况下，我们一律用小写字母来表示。

好的编程习惯

在每次用到一个变量时，我们要确保变量名的大小写的精确匹配。在变量名中只使用小写字母是一个好的编程习惯。

两个最常见的变量类型是char型和double型。double型的变量包括由64位双精度浮点数构成的标量或数组。这种变量可以代表实数，虚数和复数。每个值的实部和虚部的变化范

-

围为正负10308~10308，拥有15到16位有效数字。这是基本的数字数据类型。

无论什么时侯，你将一个数值赋值于一个变量名，那么MATLAB将自动建立一个double型变量。例如，下面语句创建了一个以var为变量名的double型变量，包含了一个double型的单个元素，存储了复数值（1+i）? var=1+i; char型的变量包括由16位数值构成的标量或数组，每一个16位数代表一个字符。这个类型的经常用于字符串操作，当一个字符或字符串赋值于一个变量名时，系统会自动建立一个char型变量。例如，下面的这个语句创建了一个char型变量comment，并存储了一个字符串在其内。当这个语执行后，系统将会建立一个1×26的字符串数组。

2

comment='this is a character string'; 像C语言这样的语言中，变量类型和变量在使用之前必须强制声明。这种语言我们叫它强类型语言。相对地，像MATLAB这样的叫做弱类型语言。通过简单的赋值形式就可以创建变量，变量类型取决于创建时的类型。

2.2 MATLAB变量的初始化

当变量初始化时，MATLAB将会自动建立变量。有三种方式初始化MATLAB中的变量： 1．用赋值语句初始化变量

2．用input函数从键盘输入初始化变量 3．从文件读取一个数据

前两种方法我们在这里讨论，第三方法我们将在2.7节介绍。

2.2.1 用赋值语句初始化变量

最简单的创建和初始化一个变量的方法是用赋值语句赋予变量一个或多个值。赋值语句的一般形式如下

var = expression

var是变量名，expression可以是一个标量、一个数组或常量、其他变量和数学运算符号（+、-）的联合。这个表达式（expression）的值是通过一般的数学运算法则计算出来的，然后将产生的结果存储到变量var中。下面是一些用赋值语句初始化的变量： var=40*i; var2=var/5; array=[1 2 3 4]; x=1; y=2; 第一个例子创建了一个double类型的标量变量，存储了一个虚数40i。第二个例子创建了一个表达式var2，把var/5的值存储于内。第三个例子创建了一个数组array，并存储了一个4元素的行向量于内。最后一个例子显示了多个赋值语句可写在同一行，中间用逗号或分号隔开。注意如果在赋值语句执行时变量已经存在，那么这个变量原有的值将被覆盖。

正如第三个例子显示的，数据数组也可以初始化变量。我们可以用是括号（）和分号建立数组。所有元素按行阶排序，换句话说，每一行的值从左向右，顶部的行置于最前，底部的行置于最后。在一行内单个数值可用空格或逗号隔开，而行与行之间要与则用分号隔开，或另起一行书写。下面的表达式都是合法的，能用于建立一个变量： 这个表达式创建了1×1数组(一个标量),包含数值3.4.[3.4] 这时括号可以省略. [1.0 2.0 3.0] 这个表达式创建了1×3数组,一维行向量[1 2 3] [1.0;2.0;3.0] ?1???表达式创建了一个3×1数组,一维列向量2 ????3???123?这个表达式创建了一个2×3数组,矩阵?? ?456??123?[1,2,3 这个表达式创建了一个2×3数组,矩阵?? 4,5,6] ?456?是个空数组,没有行,没有列(注意他与元素全为零的数[] 组的区别) 注意一个数组每一行元素的个数必须完全相同,每一列元素的个数也必须完全相同.像[1 2 3?4 5]这样的表达式是非法的,因为第一行有3个元素,第二行有只有2个元素.

[1,2,3;4,5,6] 3

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