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2008-10-21 19:23 |
MATLAB入门教程-MATLAB的基本知识
1-1、基本运算与函数 4@\$k+v g.!k>_g` 在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter键即可。例如: 0Cf'\2
fW=<bf >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 73S
N\ 'j{o!T0 ans =4.2000 %wru) 6
F 39' MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答 案(Answer)并显示其数值於萤幕上。 \}n_Sk ?8s$RYp14 小提示: ">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。 x\ #K2 r7V !M1 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: p`\>GWuT! N<4 nb x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 s{7bu|0 Iy;"ht6 x = 42 tN)t`1_j EQpF:@_ 此时MATLAB会直接显示x的值。由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。 x<rS2d-Y `5(F'o 小提示: MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。 N}#"o sqV~Dw 若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例: h$9ut@I =a+
} 6 y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); {0+WVZ4u 0uM&F[.x@g 若要显示变数y的值,直接键入y即可: ci2Z_JA+ { Dm@_& >>y HEc.3 B:UM2Jl
y =-0.0045 j$s/YI: a
@3s71 在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。 sz/^Ie-~ 9Qu(RbDqC 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: \I}EWI 3'i(wI~<[ 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 aqK+ u.H h0dZr-c abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 !'[?cEog >)diXe}j angle(z):复 数z的相角(Phase angle) 2v@B7r4} L[nDjQn" sqrt(x):开平方 m`$Q/SyvG n`w]? bL real(z):复数z的实部 4e|N^h*! /joY? T imag(z):复数z的虚 部 [Pjitw/? [MbbL conj(z):复数z的共轭复数 ="vg/@.>i gzKMGL?%? round(x):四舍五入至最近整数 Bvj sl *[b>]GXd49 fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 #+U1QOsz `s
UY$Q floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 3 4%B0 d8 Jf3Mo ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 ?D)$OCS S|@/"?DC rat(x):将实数x化为分数表示 Uzrf,I[ o%;ly rats(x):将实数x化为多项分数展开 ,3-^EfccW C'gv#!Q sign(x):符号函数 (Signum function)。 P?|\Ig1Gk @Y.r ,q 当x<0时,sign(x)=-1; jC}HNiM78 {n|Uf 5 当x=0时,sign(x)=0; &&LB0vH!J M?}:N_9<J 当x>0时,sign(x)=1。 ibwV#6 u=]*,,5< > 小整理:MATLAB常用的三角函数 q I~*G3 -Hw3rv3o sin(x):正弦函数 5|pF*8* kFmtE
dhsc cos(x):馀弦函数 }#4Ek8nFR &hL2xx= tan(x):正切函数 Piwox1T; =0PGE#d{t asin(x):反正弦函数 cbm;45 L| ao .vB']T acos(x):反馀弦函数 ZADMtsk 'yA/sZ atan(x):反正切函数 _$D!"z7i \.H9e/vU` atan2(x,y):四象限的反正切函数 -D=Sj@G @^-Y&N!b= sinh(x):超越正弦函数 )YAU|sCAi$ F$'u` cosh(x):超越馀弦函数 $>yfu=]? (&v|,.c^)1 tanh(x):超越正切函数 mF+8Q ,t wB" * asinh(x):反超越正弦函数 ,5}w]6bCr #<eD acosh(x):反超越馀弦函数 A4#FAFy #Y'b?&b atanh(x):反超越正切函数 =VZ_';b h <? !' 变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row vector)运算: q<z8P;oP^ =l*xM/S x = [1 3 5 2]; tQNrDp+ 5 *YvgB; y = 2*x+1 "gm5DE em0Y' J y = 3 7 11 5 cYC^;,C &| ?vAhDD5 小提示:变数命名的规则 uSQ#Y^V_ /w5*R5B{ 1.第一个字母必须是英文字母 2.字母间不可留空格 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 oS9Od8 iJ8Z^=> 我们可以随意更改、增加或删除向量的元素: 4\v &8">LL H7;,Kr y(3) = 2 % 更改第三个元素 VR&dy|5BO CyYr5 Dz y =3 7 2 5 il!B={ L)F4)VL y(6) = 10 % 加入第六个元素 .43cI( q
jc4IW t~ y = 3 7 2 5 0 10 ,~ZD"'*n6g D^.
c: y(4) = [] % 删除第四个元素, pXN'vP ug ;Xoh5w y = 3 7 2 0 10 \6?a {R@V 在上例中,MATLAB会忽略所有在百分比符号(%)之後的文字,因此百分比之後的文字均可视为程式的注解(Comments)。MATLAB亦可取出向量的一个元素或一部份来做运算: ZBY2,%nAo @d 7V@F0d x(2)*3+y(4) % 取出x的第二个元素和y的第四个元素来做运算 K@cWg C *kqC^2t ans = 9 Gvh"3|u?z T9Juq6| y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算 "zd_eC5 kVKAG\F ans = 6 1 -1 $,, PF/N8c &b5(Su 在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量 -XV+F@`Md `kQosQV [{u3g4`} ;xzaW4(3 若对MATLAB函数用法有疑问,可随时使用help来寻求线上支援(on-line help):help linspace A7+ZY, ml1%C% 小整理:MATLAB的查询命令 F/>\uzu 6V JudNA help:用来查询已知命令的用法。例如已知inv是用来计算反矩阵,键入help inv即可得知有关inv命令的用法。(键入help help则显示help的用法,请试看看!) lookfor:用来寻找未知的命令。例如要寻找计算反矩阵的命令,可键入 lookfor inverse,MATLAB即会列出所有和关键字inverse相关的指令。找到所需的命令後 ,即可用help进一步找出其用法。(lookfor事实上是对所有在搜寻路径下的M档案进行关键字对第一注解行的比对,详见後叙。)
w 0= ycc G>%>r 将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector): ^ `Ozw^~ 6Nn+7z<*&z z = x' j+ -r(lZ 3lpxh_ z = 4.0000 C,l,fT r W[;3yMf
5.2000 sV%DX5@ (M$>*O3SR 6.4000 *{fs{gFw9 4l%W]' 7.6000 QtKcv7:4 ,7)hrA$( 8.8000 r \ft{Z<P 5{V"!M+< 10.0000 .06D_L"M <Jhd%O 不论是行向量或列向量,我们均可用相同的函数找出其元素个数、最大值、最小值等: SU~.baP? vFR*3$R length(z) % z的元素个数 Jk\-e`eE >rEZ$h ans = 6 #c@&mus s)qrlv5H max(z) % z的最大值 ;n(f?RO3X a,RCK~GR ans = 10 z6E =%-` ,*6K3/kW min(z) % z的最小值 0 N>K4ho6{ Vl5>o$G|<. ans = 4 \M\7k5$ <L qJg 小整理:适用於向量的常用函数有: C-c'"FHq MBA?, |9Q# min(x): 向量x的元素的最小值 kpn|C 9r 2n@`Og_0 max(x): 向量x的元素的最大值 sS}:O d wX]$xZ!s mean(x): 向量x的元素的平均值 Ju47} t%HB a#r{FoU{M8 median(x): 向量x的元素的中位数 VmPh''Z%- u)r/#fUZ std(x): 向量x的元素的标准差
FJ~d&L\l )x/#sW%) diff(x): 向量x的相邻元素的差 zT,@PIC( cHF W"g78 sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) d0I s|Gs ekyCZ8iai length(x): 向量x的元素个数 {\1bWr8!U Wds>'zzS norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 t(*n[7e > U?\WgE$ sum(x): 向量x的元素总和 St%x\[D (?1$ prod(x): 向量x的元素总乘积 iLSUz j` z U[pn)pe cumsum(x): 向量x的累计元素总和 Zwc&4:5% MZh.Xo cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 GE!nf6>Km \T_ZcV dot(x, y): 向量x和y的内 积 BNdq=|,+" |cY HH$ cross(x, y): 向量x和y的外积 (大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。) .2JZ7 jD S\ :
Z<\R0 x/<]/D nb/q!8 9abUh3 若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例: pE<a:2J &EV%g6 A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; +-'F]?DN' ZNw|5u^N A = ^\gb|LEnK WMtFXkf6" 1 2 3 4 /(s |'"6 ,V9qiu=m
5 6 7 8 Lbz/M_G RG45S0Ygj 9 10 11 12 PdO"e ck]I? 同样地,我们可以对矩阵进行各种处理: I*a@_EO qLLrR,: A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值 im&N&A OoA!N-Q A = +&G(AW 0 j!<eN= 1 2 3 4 q&@s/k ZUHW*U. 5 6 5 8 3\m! ^x O](,H 9 10 11 12 o
i'iZX }>@SyE'Q B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵B fphCQO^#vW M(+Pd_c6 B = 5 6 5 O/#3QK BT[|f[1 A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A G$Mf(S'f !8UIyw A = FA-cTF[,( %l&oRBC 1 2 3 4 5 kfas4mkc
s*gqKQ; 5 6 5 8 6 ir.RO7f ,4"N7_!7 9 10 11 12 5 2EM6k|l5 A;rk4)lij A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列) I=&i &6v8G IWv5UmjN A = }w4OCN\1
?QffSSj[s 1 3 4 5 /A0_#g:2*# zl8M<z1`1 5 5 8 6 Nxt:U{`T' *D%w r'!> 9 11 12 5 )@DDs(q=i Mu/(Xp6 2 A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列 P,pC Z+H nQV0I"f]?] A = *yT> ^*f D 1 3 4 5 (^iF)z FLG"c690 5 5 8 6 T=YVG@fm? d%k7n+ICQ4 9 11 12 5 O'98OH+u Y910\h@V 4 3 2 1 yC$m(Y12FN KS(H_&j A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行) u_NLgM7* lv/im/]v A = 3 orZBT h%F.h![* 5 5 8 6 $i+@vbU6 M *w{PjU 9 11 12 5 Qqg.z-G%. ~.3v\Q 这几种矩阵处理的方式可以相互叠代运用,产生各种意想不到的效果,就看各位的巧思和创意。 a6vej G?@W;o) 小提示:在MATLAB的内部资料结构中,每一个矩阵都是一个以行为主(Column-oriented )的阵列(Array)因此对於矩阵元素的存取,我们可用一维或二维的索引(Index)来定址。举例来说,在上述矩阵A中,位於第二列、第三行的元素可写为A(2,3) (二维索引)或A(6)(一维索引,即将所有直行进行堆叠後的第六个元素)。 U)f('zD F<{,W-my ` 此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令: LTS{[(% Q(-&}cY B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数
Z:^#9D{ IH=$
wc B = "|I.j) V5$Gb6?K 5 8 E0RqY3 KE"6I 9 12 S||W vrb@::sy0T 5 6 rzHBop-8 @4UX~=:686 11 5 \{ | GK n[e C 小提示: A(:)就是将矩阵A每一列堆叠起来,成为一个行向量,而这也是MATLAB变数的内部储存方式。以前例而言,reshape(A, 8, 1)和A(:)同样都会产生一个8x1的矩阵。 /UK?&+1qE >?K=l]!(* MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开: W8bp3JX" g]Y%c73 x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10, VsSAb% \E,2VM@6 z = 4G I3|{ l4i51S" 7.5000 ]wDqdD y7S tnUfi8\ob 若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行: 'gor*-o:wu R.WB.FP z = 10*sin(pi/3)* ... }0\SNpVN Kkovp^G sin(pi/3); 'z,kxra|n %dnpO|L 若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who: ?XdvZf $ `},:dDHI who {1Cnrjw >}F$6KM Your variables are: VD&wO'U )/DN>rU testfile x )t+pwh!8 8D`+3 这些是由使用者定义的变数。若要知道这些变数的详细资料,可键入: Wjq9f; _4)
t whos Epp>L.?r ($`IHKF1.l Name Size Bytes Class r=3`Eb"t @mZK[*Ak<* A 2x4 64 double array 7#+Ih-&EQ Y>aVnixx< B 4x2 64 double array r4[=pfe25 (*r2bm2FPO ans 1x1 8 double array USEmD5 q wN'S+4 x 1x1 8 double array ]vB^% ]t!v`TH y 1x1 8 double array Trh
t2Iv 9;XbyA] z 1x1 8 double array :I7qw0? 7Z:3xb&> Grand total is 20 elements using 160 bytes KB~1]cYMp gzi=+oJ|4 使用clear可以删除工作空间的变数: N)cODy([ _YR#J%xa clear A Tx&H1 MHWc~@R A 037\LPO fhZwYx&t ??? Undefined function or variable 'A'. 5K9W5hA:D W20- oZ8 另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不 到,但使用者可直接取用,例如: {(-923|, Y<POdbg pi _:Q^mV=;j [wSoZBl ans = 3.1416 4d@0v n{ `2U,#nZ 4 下表即为MATLAB常用到的永久常数。 wH@<0lw`< b?0WA.[{ 小整理:MATLAB的永久常数 i或j:基本虚数单位 _Q^jk0K8ga ]b}3f< eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 $#e}9g. bZWR.</ inf:无限大, 例如1/0 nan或NaN:非数值(Not a number) ,例如0/0 sCy.i/y anz7ae&P'K pi:圆周率 p(= 3.1415926...) pHVDug3 ;;UsHhbhI realmax:系统所能表示的最大数值 6T~+vT A<H]uQ> realmin:系统所能表示的最小数值 W!8$:Ih_Z *]q`:~u2 nargin: 函数的输入引数个数 zB y%$5~Fw GPAC0K^p nargin: 函数的输出引数个数 ^{yb4yQ
0 >/.jB/q 1-2、重复命令 myXGMN$i 0j;|IU\ 最简单的重复命令是for?圈(for-loop),其基本形式为: 2\$<&]q ]lJ#|zd8o for 变数 = 矩阵; PTpCiiA@ ;/m>c{ 运算式; Jnt
r"a-4 |OF3J,q end ,9=P=JH -, =)O 其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。 7 je1vNs z&GGa`T" 举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence): Ca"i<[8 ZQz;EV! x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 0~<t :q! (#je0ES for i = 1:6, +f]I7e:qp ioTqT:. x(i) = 1/i; QKz2ONV=) R'K /\ end t@cBuV`9c ?1]B(V9nBq 在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for?圈中,变数i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。我们可用分数来显示此数列: }?{. 'Hv0 3_VWtGQ format rat % 使用分数来表示数值 *=E4|>Ul, OZObx disp(x) d9
8pv% 8^-g yx' 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 A^c5CJ_ )[sSCt] for圈可以是多层的,下例产生一个16的Hilbert矩阵h,其中为於第i列、第j行的元素为 ";0-9*I g=v[@{9Pw h = zeros(6); SR)@'-Wd |("5 :m for i = 1:6, p|*b] 36 &zP\K~Nt for j = 1:6, gY=+G6;=< N)z]
F9Kg h(i,j) = 1/(i+j-1); }>j1j^c1=' V|0UwS\n end Ox/va]e7" oWOH #w end 9>@"W- Sag\wKV8 disp(h) RzSN,bLR :\1&5Pm] 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 gwF@'Uu z!j`Qoh?V9 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 %^E>~ U(qM( E 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 0$49X a-DE-V Uls 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 Y!s/uvRI BQ&h&57K 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 55|$Imnf 2Z..~1r 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1$2Rs-J B "}GAk}V 小提示:预先配置矩阵 在上面的例子,我们使用zeros来预先配置(Allocate)了一个适当大小的矩阵。若不预先配置矩阵,程式仍可执行,但此时MATLAB需要动态地增加(或减小)矩阵的大小,因而降低程式的执行效率。所以在使用一个矩阵时,若能在事前知道其大小,则最好先使用zeros或ones等命令来预先配置所需的记忆体(即矩阵)大小。 ')FNudsC X!_OOfueP8 bmddh2 %BHq2~J 在下例中,for?圈列出先前产生的Hilbert矩阵的每一行的平方和: m
:^,qC IweQB} d for i = h, qC|re!K IX3U\_I# disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和 Yc5$915 Vgm{=$ end 1X9sx&5H a+BA~|u^ $fvUb_n >zhbipA 1299/871 K|1^?#n `") I[h 282/551 S I(8.$1 SO&;]YO 650/2343 bo"I:)n; ]ogy`O > 524/2933 !c`1~a! fu&]t8MJC 559/4431 a:]yFi:Su +1623E 831/8801 hP#&]W3: JuI,wA 在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。 f3h9CV 6%xl}z]o 令一个常用到的重复命令是while?圈,其基本形式为: Z,&ywMm/G |3cR'|<Ual while 条件式; ,?f(~<Aj tw')2UGg 运算式; Yb\36| U5PCj ]-Xt end fjJIF% LMDa68 s 也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while?圈改写如下: 7I
abv] x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 u@3w$"Pv1 >y@w-,1he i = 1; ']NM_0 X[[=YCi0 while i <= 6, Dx%fW` w{qYP x(i) = 1/i; j?(QieBH dA~6{*) i = i+1; *dl@)~i 'huLv(Uu end w?C\YKF7 KP(Bu0S
format short v]!7=>/2 dd+).* L$Q+R' k4P.}SJ? 1-3、逻辑命令 @mazwr{B "8I4]' 最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为: !]nCeo (qrT0D6 if 条件式; {m?x}, =EJ"edw]%0 运算式; 9.B7Owgr89 .wSAysiQ|P end #@fypCc uI[*uAR if rand(1,1) > 0.5, ;rKYWj>IR m @%|Q; disp('Given random number is greater than 0.5.'); |<0@RCgM Fqv5WoYVf end ^b~5zhY& `<n:D`{dZ Given random number is greater than 0.5. Vmc)or*# UK,P?_e '3Ie0QO]"% v#FUD-Z 1-4、集合多个命令於一个M档案 /WfxI>v _;{-w%Vf 若要一次执行大量的MATLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在 MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m的M档案,包含一连串的MATLAB命令,那麽只要直接键入test,即可执行其所包含的命令: 86g+c "q.uiz+1: pwd % 显示现在的目录 2cg z
n@ nz\fN?q ans = ~}*;Ko\ jlBCu(.,_ D:\MATLAB5\bin B .mV\W U:9vjY cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录 jHCKV i`$rzXcS type test.m % 显示test.m的内容 I\~V0<"jI =*Xf(mh c % This is my first test M-file. pS;dvZ v2{s2kB= % Roger Jang, March 3, 1997 ;>9pJ72r t,,^^ll fprintf('Start of test.m!\n'); mtHz6+ GB3B4)cX4Y for i = 1:3, `uHpj`EU +kL(lBv' fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3); ?xZmm%JF sBnPS[Oo end G65N: Gu).*cU fprintf('End of test.m!\n'); [B`P]}gL: S+Yg!RrNqj test % 执行test.m sIsu >eL .<%M8rcj Start of test.m!
h$\hPLx m=B0!Z1xx i = 1 ---> i^3 = 1 rgKn=8+a Y;Gm, i = 2 ---> i^3 = 8 ~*[4DQ[\ )6^xIh i = 3 ---> i^3 = 27 oF R'GUQC GNc|)$ End of test.m! z_@zMLs qI*1+R} 小提示:第一注解行(H1 help line) test.m的前两行是注解,可以使程式易於了解与管理。特别要说明的是,第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。举例来说,test.m的第一注解行包含test这个字,因此如果键入lookfor test,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含test的M档案,因而test.m也会被列名在内。 'Y\"^'OU\ |"w<CKlQ 严格来说,M档案可再细分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前述的test.m即为命令集,其效用和将命令逐一输入完全一样,因此若在命令集可以直接使用工作空间的变数,而且在命令集中设定的变数,也都在工作空间中看得到。函数则需要用到输入引数(Input arguments)和输出引数(Output arguments)来传递资讯,这就像是C语言的函数,或是FORTRAN语言的副程序(Subroutines)。举例来说,若要计算一个正整数的阶乘 (Factorial),我们可以写一个如下的MATLAB函数并将之存档於fact.m: RJ4mlW )fc"])&8 function output = fact(n) f"N3;,Oc FSs$ ]
d; % FACT Calculate factorial of a given positive integer. 1o 78e2B z
5+]Z a~ output = 1; PSS/JFZ^ z,YUguc|
for i = 1:n, ,D,f9 5O
;^Mk| output = output*i; }tO<_f)) z|)1l` end {NgY8wQB :~R
Fy?xRa 其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可: ^!_7L4&y 9?chCO(@ y = fact(5) S@NhEc +N:6wZ7<f y = 120 W r7e_ Ia:puks= (当然,在执行fact之前,你必须先进入fact.m所在的目录。)在执行fact(5)时, wg0.i?R-] BV?N_/DXp MATLAB会跳入一个下层的暂时工作空间(Temperary workspace),将变数n的值设定为5,然後进行各项函数的内部运算,所有内部运算所产生的变数(包含输入引数n、暂时变数i,以及输出引数output)都存在此暂时工作空间中。运算完毕後,MATLAB会将最後输出引数output的值设定给上层的变数y,并将清除此暂时工作空间及其所含的所有变数。换句话说,在呼叫函数时,你只能经由输入引数来控制函数的输入,经由输出引数来得到函数的输出,但所有的暂时变数都会随着函数的结束而消失,你并无法得到它们的值。 ?9@Af{b t2 cG!2Iy~lA 小提示:有关阶乘函数 前面(及後面)用到的阶乘函数只是纯粹用来说明MATLAB的函数观念。若实际要计算一个正整数n的阶乘(即n!)时,可直接写成prod(1:n),或是直接呼叫gamma函数:gamma(n-1)。 M`pTT5r -01 1U! MATLAB的函数也可以是递?式的(Recursive),也就是说,一个函数可以呼叫它本身。 SliQwm5
0lr4d Y 举例来说,n! = n*(n-1)!,因此前面的阶乘函数可以改成递式的写法: ef:$1VIBda '4lT*KN7\ function output = fact(n) ikG9l&n /M*\t.[ 46 % FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively. aDvO(C 8!Mzr1: if n == 1, % Terminating condition @<TZH U{uWk3I_b output = 1; G:C6`uiy`
He-Ja return; A6 y~_dt ! vVjZ end AnE_<sPA 8421-c6y> output = n*fact(n-1); Q[Sd :F
w"u4WI 在写一个递函数时,一定要包含结束条件(Terminating condition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的记忆体被耗尽为止。以上例而言,n==1即满足结束条件,此时我们直接将output设为1,而不再呼叫此函数本身。 xc<eU`-'b gXLZ) >+A+ $F`<&o ~EWfEHf*BJ 1-5、搜寻路径 <bXWkj 2G}7R5``9 在前一节中,test.m所在的目录是d:\mlbook。如果不先进入这个目录,MATLAB就找不到你要执行的M档案。如果希望MATLAB不论在何处都能执行test.m,那麽就必须将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径(Search path)上。要检视MATLAB的搜寻路径,键入path即可: D)ne *}, DEp%\sj? path p2c=;5|/Q ecqz@*d& MATLABPATH QDgEJ%U- Nk7e iQ d:\matlab5\toolbox\matlab\general :;*#Qh3" 8xpYQ<cax d:\matlab5\toolbox\matlab\ops R{xyme@"^ &J/4J d:\matlab5\toolbox\matlab\lang )C01fZhD KkL:p?@n d:\matlab5\toolbox\matlab\elmat -=t3O# MLD>"W d:\matlab5\toolbox\matlab\elfun s@)"IdSA( Vkvb= d:\matlab5\toolbox\matlab\specfun 0.BUfuuh ^Im%D(MY d:\matlab5\toolbox\matlab\matfun Rp`_Grcd Wt)SdF=U/ d:\matlab5\toolbox\matlab\datafun Z(k\J|&9C 1S[5#ewB;j d:\matlab5\toolbox\matlab\polyfun 3+8" Xlqz8cI d:\matlab5\toolbox\matlab\funfun tC@zM.v% 'D0X?2 d:\matlab5\toolbox\matlab\sparfun {Sr=SE .xLF}{u d:\matlab5\toolbox\matlab\graph2d `k}l$ih`X nvs}r%1'5 d:\matlab5\toolbox\matlab\graph3d yhtvr5z1 VM]GYz|#] d:\matlab5\toolbox\matlab\specgraph `l gjw= Q+!0)pG5# d:\matlab5\toolbox\matlab\graphics <jRFN&"h} B/sBYVU d:\matlab5\toolbox\matlab\uitools -Nlf~X >\?z37:T d:\matlab5\toolbox\matlab\strfun csdOIF wSJ]3gJM` d:\matlab5\toolbox\matlab\iofun 16[-3cJ T :<t{ =0G d:\matlab5\toolbox\matlab\timefun VTJIaqw Rgfc29(8 d:\matlab5\toolbox\matlab\datatypes ANFg]g.Az D-o7yc"K d:\matlab5\toolbox\matlab\dde ra9cD"/J & jI{~s]Q d:\matlab5\toolbox\matlab\demos Tn@UX(^, hLyTUt~\L d:\matlab5\toolbox\tour X@yr$3vC aucZJjH d:\matlab5\toolbox\simulink\simulink Xb<DpBrk W<rTq0~$? d:\matlab5\toolbox\simulink\blocks (!0j4' Tbi]oB# d:\matlab5\toolbox\simulink\simdemos iBKb/Oi6 h5&/hBN d:\matlab5\toolbox\simulink\dee "^9[OgE: oTF^<I-C d:\matlab5\toolbox\local 0~Iu7mPY ]<8B-D?Z 此搜寻路径会依已安装的工具箱(Toolboxes)不同而有所不同。要查询某一命令是在搜寻路径的何处,可用which命令: q?imE ~&U {ywXz|TP which expo GJIWG&C03 m1hW< d:\matlab5\toolbox\matlab\demos\expo.m w\o)bn V\@jC\-5Vt 很显然c:\data\mlbook并不在MATLAB的搜寻路径中,因此MATLAB找不到test.m这个M档案: '9*5-iO c7+Djqs which test }xkLD! "w*+v c:\data\mlbook\test.m *3_f&Y m/YH^N0 要将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径,还是使用path命令: 4?>18%7& 2gd<8a' ' path(path, 'c:\data\mlbook'); YH)Opk p{ @CoOn 此时d:\mlbook已加入MATLAB搜寻路径(键入path试看看),因此MATLAB已经"看"得到 Pv/Pww\ \Y!T>nWn)I test.m: ]a$Wxvgq a>wfhmr which test %s$rP gEr4zae c:\data\mlbook\test.m U,Z"G1^ a
-xW 8 现在我们就可以直接键入test,而不必先进入test.m所在的目录。 [!1)mR QP6z?j. 小提示:如何在其启动MATLAB时,自动设定所需的搜寻路径? 如果在每一次启动MATLAB後都要设定所需的搜寻路径,将是一件很麻烦的事。有两种方法,可以使MATLAB启动後 ,即可载入使用者定义的搜寻路径: ]ZzoJ7lr Aautih@LX 1.MATLAB的预设搜寻路径是定义在matlabrc.m(在c:\matlab之下,或是其他安装MATLAB 的主目录下),MATLAB每次启动後,即自动执行此档案。因此你可以直接修改matlabrc.m ,以加入新的目录於搜寻路径之中。 zVM4BT( ds*m6#1b 2.MATLAB在执行matlabrc.m时,同时也会在预设搜寻路径中寻找startup.m,若此档案存在,则执行其所含的命令。因此我们可将所有在MATLAB启动时必须执行的命令(包含更改搜寻路径的命令),放在此档案中。 )Qh>0T+( CY*ngi & 每次MATLAB遇到一个命令(例如test)时,其处置程序为: U/T4i# t6'61*)|0 1.将test视为使用者定义的变数。 DE*MdfP0 c%|vUAq* 2.若test不是使用者定义的变数,将其视为永久常数 。 ss?]
s1X]RXX&j 3.若test不是永久常数,检查其是否为目前工作目录下的M档案。 1<xcMn0et )46
0Ed 4.若不是,则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。 9pWi.J `1nRcY 5.若在搜寻路径中找不到,则MATLAB会发出哔哔声并印出错误讯息。 `S"W8_m i]it5 以下介绍与MATLAB搜寻路径相关的各项命令。 G/v|!}?wG ^C!mCTL1N \,>_c ^9&b+u=X >|wKXz -#hK|1] 1-6、资料的储存与载入 `5~7IPl3 {IJ-4> 有些计算旷日废时,那麽我们通常希望能将计算所得的储存在档案中,以便将来可进行其他处理。MATLAB储存变数的基本命令是save,在不加任何选项(Options)时,save会将变数以二进制(Binary)的方式储存至副档名为mat的档案,如下述: tf4*R_6;1$ n
vm^k save:将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案。 `vudS? +0VG[c\8 save filename:将工作空间的所有变数储存到名为filename.mat的二进制档案。 save filename x y z :将变数x、y、z储存到名为filename.mat的二进制档案。 p1+7<Y: $Axng
J c 以下为使用save命令的一个简例: (~S<EUc$ :@.C4oq who % 列出工作空间的变数 (nGkZ}p XZ}de%U1 Your variables are: QQ@9_[N ya:sW5fk B h j y {5>3;. d-~vR(tU ans i x z p~h4\.*` [M4xZHd#o save test B y % 将变数B与y储存至test.mat &]w#z=5SXi 1Yud~[c dir % 列出现在目录中的档案 M~-h-tG 8=:A/47=J . 2plotxy.doc fact.m simulink.doc test.m ~$1basic.doc wTTRoeJ} QV0M/k<' .. 3plotxyz.doc first.doc temp.doc test.mat 't7Z] G */nuv
k 1basic.doc book.dot go.m template.doc testfile.dat g^jJ8k,7( d>&\V)E delete test.mat % 删除test.mat )]73S@P(= ozU2 以二进制的方式储存变数,通常档案会比较小,而且在载入时速度较快,但是就无法用普通的文书软体(例如pe2或记事本)看到档案内容。若想看到档案内容,则必须加上-ascii选项,详见下述: [ a@B
=E B~?c3:6 save filename x -ascii:将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。 KGu= ; QO2Ut!Y Save filename x -ascii -double:将变数x以十六位数存到名为filename的ASCII档案。 wS V@=)H\: mmHJh\2v 另一个选项是-tab,可将同一列相邻的数目以定位键(Tab)隔开。 gt/!~f0r |) O): 小提示:二进制和ASCII档案的比较 在save命令使用-ascii选项後,会有下列现象:save命令就不会在档案名称後加上mat的副档名。 H<,bq*@ #pX8{Tf[ 因此以副档名mat结尾的档案通常是MATLAB的二进位资料档。 G;NB\3~X }t\
10nQ 若非有特殊需要,我们应该尽量以二进制方式储存资料。 p'}lN|"{O k52QaMKa~A load命令可将档案载入以取得储存之变数: ~
7}] QWw"K$l load filename:load会寻找名称为filename.mat的档案,并以二进制格式载入。若找不到filename.mat,则寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。load filename -ascii:load会寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。 e8{^f]5 :9`qogF> 若以ASCII格式载入,则变数名称即为档案名称(但不包含副档名)。若以二进制载入,则可保留原有的变数名称,如下例: %*jGim~s };rm3;~ eg clear all; % 清除工作空间中的变数 3w6&&R9 >b>gr OX x = 1:10; ]U[&uymax ^sV|ck save testfile.dat x -ascii % 将x以ASCII格式存至名为testfile.dat的档案 zks#EzQ eQ<xp A load testfile.dat % 载入testfile.dat @V$I?iXV Zi/-~')E who % 列出工作空间中的变数 i
j/o;_ dQ<(lzS~ Your variables are: uf]Y^,2 Z(HZB testfile x &:No}6 V9T
4+ 注意在上述过程中,由於是以ASCII格式储存与载入,所以产生了一个与档案名称相同的变数testfile,此变数的值和原变数x完全相同。 4[1k\ >$uUuiyL4 1-7、结束MATLAB j;iL&eo> akC>s8tqlA 有三种方法可以结束MATLAB: Y
9i][ E?Cj/o 1.键入exit A*F9\mjI5 3u_oRs 2.键入quit Vv7PCaq O:JPJ"! 3.直接关闭MATLAB的命令视窗(Command window)
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