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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 ^{W#ut>IN [}OL@num 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: S}hg*mWn{$ 92k}ON >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 E+&]96*Lby =/Dp* ans =4.2000 `f2m5qTP% /e5Fx 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。 fV;&)7d& '7<@(HO 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。 "p\XaClpz Lz
VvUVk 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: cg,_nG]i W&>+~A x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 Hf/2KYZ iK"j@1| x = 42 h ,@x5q>g A*h)p@3t< 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(^)。 /rNY;qXM $Q:5KNF+p 小提示: MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。 f-\l<o( 1?(mE7H# 若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例: 5m+:GiI g(:y_EpmLH y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); P-~Avb *ihg' 若要显示变数y的值,直接键入y即可: A&5$eGe9 ]T+.kC
M >>y +{/zP{jH 55oLj.l^j y =-0.0045 UY**3MK @T1>%oi 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。 &%Hj. IBVP4&}x$ 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: 0nAeeVz| 1F5F2OT$8 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 [,5clR=F nm'm*sU\ abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 >?e*;f$VdJ y|KDh'Y angle(z):复 数z的相角(Phase angle) f|VP_o< "0L@cOyG sqrt(x):开平方 $^7&bQ d*3R0Q|#{ real(z):复数z的实部 Pr<?E[ &TbnZnv imag(z):复数z的虚 部 hJ:Hv.{`)W (oJ#`k:&n conj(z):复数z的共轭复数 i6m;2 UAa kXX RMR round(x):四舍五入至最近整数 4r(rWlM qrX6FI fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 l!i B
-?'u ((dG< floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 Fr%KO)s2 $]81 s` ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 m Xw1%w[* 1shvHmrV rat(x):将实数x化为分数表示 1 *-58N* Vxgc|E^J rats(x):将实数x化为多项分数展开 TU. h sZ4H\ sign(x):符号函数 (Signum function)。 R4qk/@]t 103Ik6.o 当x<0时,sign(x)=-1; h}`<pq nj9hRiLn 当x=0时,sign(x)=0; WJ9u3+ hcaH 当x>0时,sign(x)=1。 98 O z jA]xpf6} > 小整理:MATLAB常用的三角函数 ;8b f5 L7xTAFe sin(x):正弦函数 jN {ED_ (~#PzE: cos(x):馀弦函数 g*]<]%Py" 2C8M1^0:Z tan(x):正切函数 aVtwpkgZ Sdt
@"6 asin(x):反正弦函数 lp]O8^][& ja>T nfu acos(x):反馀弦函数 yWK[@;S]% Y.C*|p# atan(x):反正切函数 /V*eAn8> iCEX|Tj; atan2(x,y):四象限的反正切函数 TM RXl.1 54)}^ftY^ sinh(x):超越正弦函数 `H|g~7KD& L'6zs:i cosh(x):超越馀弦函数 9%dNktt . }1!MK5 tanh(x):超越正切函数 )i>KYg w eeX>SL5'i asinh(x):反超越正弦函数 ,#m\W8j HU'E}8%t6 acosh(x):反超越馀弦函数 O,;SA Cv=0&S. atanh(x):反超越正切函数 6Rt pB\hq /;>EyWW 变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row vector)运算: GS^4tmc
~.Gk:M x = [1 3 5 2]; }$UFc1He\J s-DtkO
y = 2*x+1 F`N*{at _8`|KY y = 3 7 11 5 &KB{,:)? ~& l`" 小提示:变数命名的规则 cP
Y^Bf5) j?,$*Fi 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 bd9c/>& <*\J 6:^n 我们可以随意更改、增加或删除向量的元素: $200?[ _96&P7 y(3) = 2 % 更改第三个元素 .6hH}BM ^m7PXY y =3 7 2 5 )Qc$UI8L o]j* y(6) = 10 % 加入第六个元素 x{- caOH c2U>89LlZ y = 3 7 2 5 0 10 r3-3*_ (/M c$V y(4) = [] % 删除第四个元素, Ob6vg^# t Z%?vY~! y = 3 7 2 0 10 jL8zH 4j*}|@x 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: I5~DC Y `{U45 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 O<hHo]jLF bODl
q ans = 9 }B5I#Af7 p#kC#{<nE y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算 $1v5*E ZUu^==a ans = 6 1 -1 x\%egw Q^k#?j# 在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量 ,jn?s^X6Dj D)_Ei'+*l U,=K_oBAq A=$oYBB 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 Yx"z&J9p Vo%d;>!G\; 小整理:MATLAB的查询命令 1bBK1Uw T)u w2 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。) AUC<
m. vf2K2\fn 将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector): ^Toi_ cabN<a
l z = x' =(ZGaZ} .bE,Q9: z = 4.0000 =Wf@'~K0k" 2]+.8G7D% 5.2000 TI>yi ^} ~laZ(Bma); 6.4000 T?Y\~.+99 h,x] 7.6000 z+*Z<c5d !)O$Q}'\ 8.8000 /<0D
E22 ;X(n3F 10.0000 E: GJ$I (5~C
_Y 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: Nd!VR+IZ CWp1)%0= length(z) % z的元素个数 ~8*oGG~s ^{:jY, ?] ans = 6 $hSZ@w|IF yf) `jPM1< max(z) % z的最大值 $]kg_l) KIo}Gd& ans = 10 ozC!q)j 4MJzx9# min(z) % z的最小值 m]\zt pGY]VwY ans = 4 {ah=i8$ |L;psK 小整理:适用於向量的常用函数有: 'c&@~O;^d L]d@D0.Z min(x): 向量x的元素的最小值 GYC&P] }4SSo)Uv/ max(x): 向量x的元素的最大值 G%!\ p:w 8%<`$`FyU mean(x): 向量x的元素的平均值 |*KS<iHr% /w M median(x): 向量x的元素的中位数 -j_I_ NRisr std(x): 向量x的元素的标准差 ulf/C%t,R >&QH{!( diff(x): 向量x的相邻元素的差 hw$c@:pW; )7GLS\uf<% sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) c1kxKxE /;AZ/Ocy! length(x): 向量x的元素个数 *Ca)RgM tvT8UW' norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 Q)`gPX3F ;#s}b1 sum(x): 向量x的元素总和 bz0P49% `QdQ?9x{F prod(x): 向量x的元素总乘积 <m,yFk _sR9 cumsum(x): 向量x的累计元素总和 K3:|Tc( pXh~#o6V cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 ]<T8ZA_Y; hNnX-^J<o dot(x, y): 向量x和y的内 积 P5>5ps"iU yW^IN8fm 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。) dAr)%RZ =HY1l}\ ^mueFw}\ BwJ^_:(p~ \c~{o+UD- i9eyrl+! 若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例: j-YJ." ~sIGI?5f A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; x8?x/xE Y/,$Y]%g A = ,.jHV {HHh.K 1 2 3 4 -,Q $ ?96-" l 5 6 7 8 /3Nb dHG Io 9 10 11 12 "f|(@a /^LH 同样地,我们可以对矩阵进行各种处理: L;
q)8Pb l]Ui@X A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值 8.CKH4h =r@gJw:B A = a,~D+s;^ }B"|z'u 1 2 3 4 +z|UpI 3G%wZ,)C 5 6 5 8 qsihQd ^+.t-3|U 9 10 11 12 I{42'9 5'X74` B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵B (@ fa~?v>@ ^r>f2 x B = 5 6 5 >wKu6-
]a ]Y4q'KH A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A 4r1<,{gCS ^E$(1><-a A = OG`|td |
"Jx 1 2 3 4 5 aGB0-;.t7 3J'73)y 5 6 5 8 6 Rkpr8MS N^h|h 9 10 11 12 5 wfBuU> [J)/Et A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列) d&[iEU .!yWF?T8 A = e^k!vk-SLF |P~O15V*Q 1 3 4 5 uw Kh J}Qs"+x 5 5 8 6 #y=ZP:{:t ,<@,gZru 9 11 12 5 L#`2.nU W/ g|{t[ A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列 +65oC x
JFkN=YR8 A = &
u$(NbK Hp btj 1 3 4 5 [D3+cDph c ]>DI&$;J 5 5 8 6 >u=%Lz"J [ rQMD^:M$ 9 11 12 5 EKZA5J7kn WD15pq l 4 3 2 1 )|y#OZHR CifA,[l34 A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行) 4|[<e-W (VgNb&Yo9 A = QVIcb;&:} +J|+es 5 5 8 6 5;W\2yj Hm>-LOCcl 9 11 12 5 ]\A1mw-T gUl1CH& 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。 Iq{o-nq >s&XX,
w 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)。 N0+hejz h`=r)D 此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令: r"R(}`<, \B_i$<Sz B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数 'KH
lrmnr xEjx]w/& B = >Q;
g0\I_ qQ^d9EK'?~ 5 8 HmvsYP66
6`acg'sk> 9 12 jDR')ascn _B)s=Snx 5 6 G'u|Q
mb1 k@S)j< 11 5 8qn 9| Ua %UbAt 小提示: A(:)就是将矩阵A每一列堆叠起来,成为一个行向量,而这也是MATLAB变数的内部储存方式。以前例而言,reshape(A, 8, 1)和A(:)同样都会产生一个8x1的矩阵。 %NNj9Bl<VV jh[
#p?: MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开: -$.0Dc)3! nE_Cuc>K\ x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10, Hb+X}7c$ le.anJAr z = a0PE^U h\(B#SN 7.5000 C,fY.CeI zX98c 若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行: GWhE8EDT "# !D|[h0 z = 10*sin(pi/3)* ... F%
`zs\ p!_[qs sin(pi/3); Xh?4mKgu 58: :h.: 若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who: 1w`2Dt =~&VdPZ who H9U.lb @OzMiN Your variables are: =-w;zx GF*>~_Yr testfile x >%u@R3PH] V^WU8x 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: 9YD\~v;x P;73Hr[E# whos M ,`w A :|rPT)yT] Name Size Bytes Class nq1
'F 4ZwKpQ6 A 2x4 64 double array h$`#YNd' Huc|6~X B 4x2 64 double array Zyu/|Og ^XG*z?Tt ans 1x1 8 double array `PgdJrE ZIDbqQu x 1x1 8 double array 7VAJJv3 Rb EKP(uw y 1x1 8 double array ygzxCn|# .1#kDM z 1x1 8 double array 0OnV0SIL nn+_TMu Grand total is 20 elements using 160 bytes `:p1&OS rOcg+5 使用clear可以删除工作空间的变数: I-DXb
M '1Y\[T* clear A "j^MB)YD WF[bO7: A j/KO|iNL2 jo9gCP. ??? Undefined function or variable 'A'. v+xB7w wMWW=$h#\ 另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不 到,但使用者可直接取用,例如: aJzLrX Hr^3`@}#1 pi 36vgX=} /TV=$gB` ans = 3.1416 IeP
WOpj3 02=ls V!U 下表即为MATLAB常用到的永久常数。 ;wHCj$q O"Q7Rx 小整理:MATLAB的永久常数 i或j:基本虚数单位 x`%JI=q bm#(? eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 y(iY n}?wVfEy inf:无限大, 例如1/0 nan或NaN:非数值(Not a number) ,例如0/0 q%i-`S]}qL KOhA) pi:圆周率 p(= 3.1415926...) VUwC-) {<=#*qx[Y! realmax:系统所能表示的最大数值 _>yoX 4a''Mi`u realmin:系统所能表示的最小数值 U*)m', JSr$-C
fH nargin: 函数的输入引数个数 Ii&7rdoxe 3\:y8| nargin: 函数的输出引数个数 bt$)Xu<R +>\id~c( 1-2、重复命令 !mMpb/&&S /.z;\=;[n! 最简单的重复命令是for?圈(for-loop),其基本形式为: g(|{')8?d p B;3bc for 变数 = 矩阵; yuhnYR\`m &ldBv_ 运算式; =
ieag7! D5,P)[ end x@Hd^xH` )#iq4@)|g 其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。 S* *oA 6 tjT>VwqH 举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence): VQ#3#Hj O1'm@
q) x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 oXXC@[??}N hC <O`|lF for i = 1:6, i0jBZW"_1$ uxaYCa? x(i) = 1/i; Yz$3;
s?R2B)a end P
[Uy {gbn/{ 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: *+)AqKP\Kv ig}A9j?] format rat % 使用分数来表示数值 qqrq11W xg_Df, disp(x) 4(Iplo*Ys@ $-}e; V Zb 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 c(;a=n(E# >K9#3
4hP for圈可以是多层的,下例产生一个16的Hilbert矩阵h,其中为於第i列、第j行的元素为 9}a_:hAy/ 5NoI~X= h = zeros(6); 91>fqe %\|'%/"`2( for i = 1:6, 10!wqyj& `K~AhlJUQ for j = 1:6, Suk U8qtwA9t h(i,j) = 1/(i+j-1); @Z>ZiU,^ Tou/5?#%e end GaX[C<Wt =uS9JU^E end 'ET~ 62zYRs\Y)X disp(h) Om5Y|v"* }9FSO9*&} 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 n^g|Ja ,LnII 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 Sn|BlXrey r8xv#r 1 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 *+#8mA( j-lfMEa$o 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 WHj'dodS oaIi2=Tf 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 ()6wvu} \hx1o\ 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 A|<jX} )84 ~ugs 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。 GJ_7h_4 0|{u{w@!` c"B{/;A #
mV{#B= 在下例中,for?圈列出先前产生的Hilbert矩阵的每一行的平方和: =ACVE;L? v]B3m for i = h, x$6^R q>2 PoxK{Y disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和 e?8HgiP- 4b98KsYg end .K1FKC$C ;wz^gdh; Z$/xy" "eB$k40- 1299/871 YoBDvV":@ e&&53? 282/551 lPw%ErG YS/Yd[ e 650/2343 UG+d-&~Ll ]~'5\58sP 524/2933 2AT5 Uq^#r iq 559/4431 >n'o*gZM : y%d 831/8801 `p2+&&]S #49kjv@ 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。 m
qMHL2~ Ya3C#= 令一个常用到的重复命令是while?圈,其基本形式为: "_-Po^u=r
TQpf Q while 条件式; p@xf^[50k RtTJ5@V( 运算式; aX)I3^ar >=:&D)m" end ^c- <
$J>9k 也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while?圈改写如下: 6dabU* (^TF%(H x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 6jE| 6e9,PS i = 1; B-ngn{Yc X' H[7 ^W while i <= 6, l;R%= P?'F >3_jWFq x(i) = 1/i; Dfg2`l KL1/^1 i = i+1; xS4w5i2 \<JSkr[h!" end nAW:utTB l? Udn0F format short {o_X`rgrL g!@<n1 L =RA / LClNxm2X 1-3、逻辑命令 ]
o*#t n0r+A^] 最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为: tItX y `^u>9v-+' if 条件式; |=Eo?Q_ s.bc>E0
运算式; +T|JK7 z>58dA@f end R "n5 l~c@^! if rand(1,1) > 0.5, hn5h\M? RQ vft disp('Given random number is greater than 0.5.'); Sj]T
6t>.[Y"v end ii[F]sR\ .AR#&mL9 Given random number is greater than 0.5. o3Yb7h9 HG^B#yX Yw4n-0g ?5C!<3gM) 1-4、集合多个命令於一个M档案 PmkR3<=leg 0Vlk;fIh 若要一次执行大量的MATLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在 MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m的M档案,包含一连串的MATLAB命令,那麽只要直接键入test,即可执行其所包含的命令: ?I6fye7 od IV:( pwd % 显示现在的目录 E@@5BEB ~ "$#xK |t ans = 3LAIl913 Bc+w+ D:\MATLAB5\bin :o|\"3 ykl
.1( cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录 Eo{"9j\ S=5<^o^h3 type test.m % 显示test.m的内容 SX<` {x&L l==`` % This is my first test M-file. hBS.a6u1'd QqFR\6 % Roger Jang, March 3, 1997 #*QO3y~ZM sPr~=,F fprintf('Start of test.m!\n'); a][f h]Wr [v for i = 1:3, C`$n[kCJ ^A!Qc=#z} fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3); I9/W;#
*~ dYT% end @Ws*Q TlV 3vuivU.3 fprintf('End of test.m!\n'); .n#@$
nGZ 1Yq?X: test % 执行test.m FG%X~L<d,) wb]%m1H`: Start of test.m! k`So -e- ~<O7$~ i = 1 ---> i^3 = 1 ZvNJ^Xz ".W8) i = 2 ---> i^3 = 8 }T; P~aG mkYqpD7 i = 3 ---> i^3 = 27 y+X2Pl rm5bkJcg~ End of test.m! Zo|.1pN 419x+3>} 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。 |uX,5Q#6 >[9J?H 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: [h^2Y&Au5 )[PtaPWeT function output = fact(n) 4[.oPK=i {t0)
q % FACT Calculate factorial of a given positive integer. W{5#@_pL ur3(HL output = 1; !qv ea,vw >64P6P;S for i = 1:n, ]QpWih00V >d,jKlh^.% output = output*i; )we}6sE" fuWO* end ->l%TCHP 8kU!8^mH 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: {l>yi N"" BCh" y = fact(5) ex::m& 2>cGH7EBD y = 120 e7m*rh%5> %e-7ubW (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, %K>,xiD) eCqHvMp 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。 i>D.!x lBK}VU^ 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)。 AfX}y+Ah {)BTR %t 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。 ^su<uG<R 0vtt"f)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: VKq=7^W HkO7R
` function output = fact(n) b6U2GDm\s r[BVvX/,F % FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively. XZsz/# H,DM1Z9rz if n == 1, % Terminating condition Fh`~`eog ZZHDp&lh} output = 1; pi
Z[Y
5OE %>~sJ0 return; |C!ox hu< EB2w0a5 end +z9Q-d%O F<qz[,]|-j output = n*fact(n-1); umiBj)r EdlTdn@A 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。 .}O[dR L1cI`9 )(ImLbM) AS
=?@2 q 1-5、搜寻路径 @JD;k> NWMFtT 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: <eQj`HL ~8GF Q ph path 4)A#2 v2B0q4*BS? MATLABPATH 9y<*8bI c(!6^qk]!` d:\matlab5\toolbox\matlab\general >8k_n Tk5W'p|6f d:\matlab5\toolbox\matlab\ops a-=8xs' /ro=?QYb d:\matlab5\toolbox\matlab\lang Cj{1H([- ,n3a
gkPO> d:\matlab5\toolbox\matlab\elmat 2/"u5 (C@m Lu) d:\matlab5\toolbox\matlab\elfun ";3zXk[# uI1q>[ d:\matlab5\toolbox\matlab\specfun ,N!o mt,OniU= Q d:\matlab5\toolbox\matlab\matfun G#d{,3Gq1 umt.Um.m2 d:\matlab5\toolbox\matlab\datafun 1Cv- j)<IRD^ d:\matlab5\toolbox\matlab\polyfun ;#vKi0V7 &Low/Y'.jJ d:\matlab5\toolbox\matlab\funfun KG|n ]x(e&fyHB d:\matlab5\toolbox\matlab\sparfun P:k>aHnW .k%[4:Fe d:\matlab5\toolbox\matlab\graph2d Hn5|B 3vN D-5VC9{ d:\matlab5\toolbox\matlab\graph3d {<R2UI5m5 r76J
N d:\matlab5\toolbox\matlab\specgraph gm igsXQ e=B|==E10M d:\matlab5\toolbox\matlab\graphics Kx;eaz:gx Y@N,qHtz d:\matlab5\toolbox\matlab\uitools $}>+kHoT{ .QZaGw=,z d:\matlab5\toolbox\matlab\strfun ]6TATPIr $a
]_w.@ d:\matlab5\toolbox\matlab\iofun \s=t|Wpu2 n%-R[vW d:\matlab5\toolbox\matlab\timefun Yu)NO\3& psg)*'r d:\matlab5\toolbox\matlab\datatypes ca7=V/i_a{ Ye2 {f"F d:\matlab5\toolbox\matlab\dde ]rWgSID 1(I6.BHW d:\matlab5\toolbox\matlab\demos 62k^KO6Y =&ks)MH- d:\matlab5\toolbox\tour Y2n!>[[. 5ni~Q 9b d:\matlab5\toolbox\simulink\simulink y\Ic@-aWI [|(N_[E|6 d:\matlab5\toolbox\simulink\blocks S-
pV_Ff ~<_2WQ/$ d:\matlab5\toolbox\simulink\simdemos ADDSCY=, r'^Hg/Jzt d:\matlab5\toolbox\simulink\dee nqI@Y) gy#/D& N[ d:\matlab5\toolbox\local Y9uC&/_C YH vLGc% 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: uE%r/:!k4$ #gz
M| which expo bCo7*<I4 =G7m)! d:\matlab5\toolbox\matlab\demos\expo.m r^FhTzA=1 [DJ|`^eKD 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: `|{-+m QEz?w}b* which test cAY: AtD fI&t] c:\data\mlbook\test.m -w9pwB &dM.
d! 要将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径,还是使用path命令: <0b)YJb4M Y$Zx, path(path, 'c:\data\mlbook'); ,?>s>bHV ~Sj9GxTe 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 NW]Lj>0Y vHyC; 4' test.m: w>pq+og& fmU { which test TE3lK(f 9s\A\$("l c:\data\mlbook\test.m ]^h]t~ 0z1ifg& 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。 [pbo4e,4O [<n2Uz7MP 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: $xzAv{ IpYM;tYw& 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。 K"|l@Q[ ^q{9 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。 Q# ~Q=T'< mk.9OhYY 每次MATLAB遇到一个命令(例如test)时,其处置程序为: )
i;1*jK u+Y\6~=+ 1.将test视为使用者定义的变数。 Cn,d?H ~xkeuU 2.若test不是使用者定义的变数,将其视为永久常数 。 dBYmiF!+ (?n=33}Ci 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。 aOlT;h TrlZ9?3#D 4.若不是,则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。 @i2E\} a L} %2 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。 $Q &lSVQ \hTm)-FP 以下介绍与MATLAB搜寻路径相关的各项命令。 *Fy2BZH%Q 00(on28b <^&ehy:7y Bal$+S ]O]4z,n J[l7di5 1-6、资料的储存与载入 r(:5kC8K 3
}duG/ 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: c/D+|X* c23oCfB> save:将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案。 l{5IUuUi s3z$e+A8 save filename:将工作空间的所有变数储存到名为filename.mat的二进制档案。 save filename x y z :将变数x、y、z储存到名为filename.mat的二进制档案。 Ur9?Td'*> 6/5YjO|a 以下为使用save命令的一个简例: p2#)A" PRx8I
. who % 列出工作空间的变数 +9M^7/}H X3{G:H0\p Your variables are: Z_$%. Pr3qo4t.L B h j y +[M6X}
TQ o*-)Tq8GHE ans i x z I4'5P}1yp Lb!Fcf|h save test B y % 将变数B与y储存至test.mat B-xGX$<z y^;#&k! dir % 列出现在目录中的档案 DGRXd# *QpMF/<? . 2plotxy.doc fact.m simulink.doc test.m ~$1basic.doc b,5~b&<h /z4$gb7Y .. 3plotxyz.doc first.doc temp.doc test.mat Jb0`42 r)lEofX,g+ 1basic.doc book.dot go.m template.doc testfile.dat 0pK=o"^?@ -z-C*%~ delete test.mat % 删除test.mat 0@[$lv;OS 6^V=?~a&z 以二进制的方式储存变数,通常档案会比较小,而且在载入时速度较快,但是就无法用普通的文书软体(例如pe2或记事本)看到档案内容。若想看到档案内容,则必须加上-ascii选项,详见下述: ^|/TC!v]M UvJ}b save filename x -ascii:将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。 QiQ_bB!\ ]_Vx{oT7 Save filename x -ascii -double:将变数x以十六位数存到名为filename的ASCII档案。 VyXKZ%\dQ/ VF&(8X\ 另一个选项是-tab,可将同一列相邻的数目以定位键(Tab)隔开。 /sUYU(3 h:W;^\J:- 小提示:二进制和ASCII档案的比较 在save命令使用-ascii选项後,会有下列现象:save命令就不会在档案名称後加上mat的副档名。 9Z|jxy YpWPz %`: 因此以副档名mat结尾的档案通常是MATLAB的二进位资料档。 iIvc43YV% Z
8S\@I 若非有特殊需要,我们应该尽量以二进制方式储存资料。 ,-$LmECg |WQBDB`W load命令可将档案载入以取得储存之变数: }{,^@xdyW ; ^*}#Xd 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。 v]'ztFA Pj[PIz 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: Pnk5mK$ /@wg>&L] clear all; % 清除工作空间中的变数 (lXGmx8 ?[VM6- & x = 1:10; .S!mf ?274uAO' save testfile.dat x -ascii % 将x以ASCII格式存至名为testfile.dat的档案 +dWDxguE{w J; 3{3 load testfile.dat % 载入testfile.dat z#8~iF1 HeK/7IAqp who % 列出工作空间中的变数 \<&m&%Zs cW~}:;D4 Your variables are: )s)I2Z+ T] R|qlZ testfile x rK@8/?y5 P!$Zx)T 注意在上述过程中,由於是以ASCII格式储存与载入,所以产生了一个与档案名称相同的变数testfile,此变数的值和原变数x完全相同。 2n,*Nd` 5<iV2Hx 1-7、结束MATLAB 9"@\s$
OBk +cD<:"L'g 有三种方法可以结束MATLAB: \6S7T$$ 1m P!~MZ+7#& 1.键入exit Yw22z #K s6ZuM/Q 2.键入quit 6~0$Z-);( jTf@l?| 3.直接关闭MATLAB的命令视窗(Command window)
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