感谢大家观看

你所做的事情,也行暂时看不到成功,但不要灰心,你并不是没有成长,而是在扎根.

前情提要

本篇文章将会分多次发放(原因内容太长,导致写的是否微信卡崩了🙃), 目的在于从基础的Matlab的教程开始慢慢的深入. 如果大家看到该文章有些格式上的错误或内容上的错误, 欢迎评论指正.

Matlab基础入门

在MATLAB中使用分号;

分号;表示结束语句

如果要抑制和隐藏表达式的MATLAB输出，请在表达式后添加分号

添加注释

百分比符号%用于指示注释行

MATLAB还可以使用块注释运算符 %{和%} 编写一段注释 .

常用的运算符和特殊字符

运算符	使用说明
`+`	相加; 加法运算符
`-`	相减; 减法运算符
`*`	标量和矩阵乘法运算符
`.*`	阵列乘法运算符
`^`	标量和矩阵求幂运算符
`.^`	阵列求幂运算符
`\`	左除法运算符
`/`	右除法运算符
`.\`	阵列左除法运算符
`./`	右除法运算符
`:`	冒号; 生成规则间隔的元素，并表示整个行或列
`( )`	括号; 包含函数参数和数组索引; 覆盖优先级
`[ ]`	括号; 罩住阵列元素
`.`	小数点
`…`	省略号; 行连续运算符
`,`	逗号; 分隔一行中的语句和元素
`;`	分号; 分隔列并抑制输出显示
`%`	百分号;指定一个注释并指定格式
`_`	引用符号和转置运算符
`._`	非共轭转置运算符
`=`	赋值运算符

特殊变量和常数

名称	含义
`ans`	最近的回应/回答
`eps`	浮点精度精度
`pi`	数字`π`
`Inf`	`∞`
`i`, `j`	虚构单位`√-1`
`.Nan`	未定义的数值结果,`非数字`

保存工作

save命令用于在工作空间中保存所有变量，它在当前目录中，以.mat作为扩展名的文件。

save mymat

可以随时使用load命令重新加载文件

load mymat

变量历史

who命令显示使用过的所有变量名

>> who

您的变量为:
ans  x    y

whos命令更多地显示变量

当前在内存中的变量
每个变量的类型
每个变量的内存分配
是否是复合的变量

执行结果如下

>> whos
  Name      Size            Bytes  Class     Attributes

ans       1x1                 8  double              
  x         1x1                 8  double              
  y         1x1                 8  double

清除命令从存储器中删除所有(或指定的)变量

% it will delete x, won't display anything

长任务

长任务可以通过使用省略号 ... 扩展到另一行

0;

等价于

0;

格式命令

默认情况下，MATLAB显示四位小数位数。这称为：短格式。但是，如果要更精确，则需要使用format命令。format long命令显示十进制后的16位数字。

>> format long
>> x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

x =
17.231981640639408

>> format long
>> x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

x =
17.2320

format bank命令将数字舍入到小数点后两位

>> format bank
>> daily_wage = 177.45;
>> weekly_wage = daily_wage * 6

weekly_wage =
1064.70

MATLAB使用指数符号显示大数字。format short e命令以指数形式显示四位小数加上指数。

>> format short e
>> 4.678 * 4.9

ans =
2.2922e+01

format long e命令允许以指数形式显示十六位小数加上指数

>> format long e
>> x = pi
x = 
3.141592653589793e+00

format rat命令给出计算结果最接近的合理表达式

rat

创建向量

向量是数字的一维数组, MATLAB允许创建两种类型的向量：
- 行向量
- 列向量
行向量是通过用方括号中的元素集合来创建的，使用空格或逗号分隔元素

1,

计算相加

列向量通过用方括号中的元素集合来创建，使用分号;来分隔元素

7;

创建矩阵

矩阵是数字的二维数组

在MATLAB中，通过将每行作为一系列或,分隔的元素输入矩阵，并以;分隔一行。

创建一个3x3的矩阵：

>> m = [

管理会话的命令

命令	描述说明
`clc`	清除命令窗口
`clear`	从内存中删除变量
`exist`	检查文件或变量是否存在
`global`	声明变量为全局变量
`help`	搜索帮助主题
`lookfor`	搜索帮助关键字的条目
`quit`	停止MATLAB
`who`	列出当前变量
`whos`	列出当前变量(长显示详细信息)

使用系统命令

MATLAB提供了各种有用的命令来处理系统, 它还为其他系统相关活动提供各种命令

下表显示了一些常用的系统相关命令

命令	描述说明
`cd`	更改当前目录(进入指定目录)
`date`	显示当前日期
`delete`	删除文件
`diary`	打开/关闭日记文件记录
`dir`	列出当前目录下的所有文件
`load`	从文件加载工作区变量
`path`	显示搜索路径
`pwd`	显示当前目录
`save`	将工作空间变量保存在文件中
`type`	显示文件的内容
`what`	列出当前目录中的所有MATLAB文件
`wklread`	读取`.wk1`电子表格文件

输入和输出命令

MATLAB提供以下输入和输出相关命令

命令	描述说明
`disp`	显示数组或字符串的内容
`fscanf`	从文件读取格式化数据
`format`	控制屏幕显示格式
`fprintf`	对屏幕或文件执行格式化的写入
`input`	显示提示并等待输入
`;`	禁止打印显示

fscanf和fprintf命令的行为类似于C语言中的scanf和printf函数。它们支持以下格式代码

命令	描述说明
`%s`	格式化为字符串
`%d`	格式化为字符串整数值
`%f`	格式化为浮点值
`%e`	格式化为科学记数法的浮点值
`%g`	格式最紧凑的形式：`%f`或`%e`。
`\n`	在输出字符串中插入一个换行
`\t`	在输出字符串中插入制表符

格式化format函数具有以下用于数字显示的形式

命令	描述说明
`format short`	4位十进制数(默认)
`format long`	16位数字
`format short e`	5位数加上指数
`format long e`	16位加上指数
`format bank`	两位十进制数字
`format +`	正，负或零
`format rat`	有理近似
`format compact`	禁止一些换行符
`format loose`	重置为较不紧凑的显示模式

向量，矩阵和数组命令

下表显示了用于处理数组，矩阵和向量的各种命令

命令	描述说明
`cat`	连接数组
`find`	查找非零元素的索引
`length`	计算元素数量
`linspace`	创建规则间隔的向量
`logspace`	创建对数间隔向量
`max`	返回最大的元素
`min`	返回最小的元素
`prod`	产生的每列
`reshape`	改变大小
`size`	计算数组大小
`sort`	对每列进行排序
`sum`	对每列进行求和
`eye`	创建一个单位矩阵
`ones`	创建一个数组
`zeros`	创建一个零的数组
`cross`	计算矩阵交叉积
`dot`	计算矩阵点积
`det`	计算数组的行列式
`inv`	计算矩阵的倒数
`pinv`	计算矩阵的伪逆
`rank`	计算矩阵的秩
`rref`	计算简化行阶梯形式
`cell`	创建单元格数组
`celldisp`	显示单元格数组
`cellplot`	显示单元格阵列的图形表示
`num2cell`	将数组转换为单元格数组
`deal`	匹配输入和输出列表
`iscell`	识别单元格数组

绘图命令

MATLAB提供了许多用于绘制图形的命令。下表显示了一些常用的绘图命令

命令	描述说明
`axis`	设置轴限制
`fplot`	智能绘图功能
`grid`	显示网格线
`plot`	生成`xy`坐标图
`print`	打印或绘图到文件
`title`	在文字的顶部放置文字
`xlabel`	将文本标签添加到`x`轴
`ylabel`	将文本标签添加到`y`轴
`axes`	创建轴对象
`close`	关闭当前坐标图
`close all`	关闭所有坐标图
`figure`	打开一个新的图形窗口
`gtext`	通过鼠标启用标签放置
`hold`	冻结当前坐标图
`legend`	通过鼠标图例位置
`refresh`	重新绘制当前图形窗口
`set`	指定诸如轴的对象的属性
`subplot`	在子窗口中创建图
`text`	在图开放置字符串
`bar`	创建条形图
`loglog`	创建日志记录图
`polar`	创建极坐标图
`semilogx`	创建半标记图(对数横坐标)
`semilogy`	创建半标记图(对数纵坐标)
`stairs`	创建梯形图
`stem`	创建茎图

.M文件

MATLAB允许编写两种程序文件

脚本
- 脚本文件是以.m扩展名的程序文件
- 在这些文件中，可以编写一系列要一起执行的命令
- 脚本不接受输入，不返回任何输出
- 它们对工作空间中的数据进行操作
函数
- 函数文件也是扩展名为.m的程序文件。函数可以接受输入和返回输出
- 内部变量是函数的局部变量

要创建脚本文件，需要使用文本编辑器。可以通过两种方式打开MATLAB编辑器：
使用命令提示符
使用IDE

如果使用命令提示符，请在命令提示符下键入edit并回车，这将打开编辑器
可以直接键入edit，然后直接输入文件名(扩展名为.m)

edit 
%或者
edit newfile.m

上述命令将在默认的MATLAB目录中创建该文件。如果要将所有程序文件存储在特定文件夹中，则必须提供整个路径

在命令行中也可以创建文件夹，如：创建一个名为worksplace的文件夹。在命令提示符下键入以下命令>>

% create directory progs under default directory

如果使用IDE，请选择新建 -> 脚本。这也打开编辑器并创建一个名为Untitled的文件。在输入代码后命名并保存文件。

在编辑器中键入以下代码 -

6000;

创建并保存文件后，可以通过两种方式运行

单击编辑器窗口上的运行按钮
只需在命令提示符下键入文件名(无扩展名)即可：>> worksplace

MATLAB数据类型

MATLAB提供15种基本数据类型。每种数据类型存储矩阵或数组形式的数据。矩阵或数组的最小值是0到0，并且是可以到任何大小的矩阵或数组

下表显示了MATLAB中最常用的数据类型

数据类型	描述
`int8`	`8`位有符号整数
`uint8`	`8`位无符号整数
`int16`	`16`位有符号整数
`uint16`	`16`位无符号整数
`int32`	`32`位有符号整数
`uint32`	`32`位无符号整数
`int64`	`64`位有符号整数
`uint64`	`64`位无符号整数
`single`	单精度数值数据
`double`	双精度数值数据
`logical`	逻辑值为`1`或`0`，分别代表`true`和`false`
`char`	字符数据(字符串作为字符向量存储)
单元格阵列	索引单元阵列，每个都能够存储不同维数和数据类型的数组
结构体	C型结构，每个结构具有能够存储不同维数和数据类型的数组的命名字段
函数处理	指向一个函数的指针
用户类	用户定义的类构造的对象
Java类	从Java类构造的对象

示例

'Hello World!'

数据类型转换

MATLAB提供了各种用于将一种数据类型转换为另一种数据类型的函数

函数	描述说明
`char`	转换为字符数组(字符串)
`int2str`	将整数数据转换为字符串
`mat2str`	将矩阵转换为字符串
`num2str`	将数字转换为字符串
`str2double`	将字符串转换为双精度值
`str2num`	将字符串转换为数字
`native2unicode`	将数字字节转换为Unicode字符
`unicode2native`	将Unicode字符转换为数字字节
`base2dec`	将基数N字符串转换为十进制数
`bin2dec`	将二进制数字串转换为十进制数
`dec2base`	将十进制转换为字符串中的N数字
`dec2bin`	将十进制转换为字符串中的二进制数
`dec2hex`	将十进制转换为十六进制数字
`hex2dec`	将十六进制数字字符串转换为十进制数
`hex2num`	将十六进制数字字符串转换为双精度数字
`num2hex`	将单数转换为IEEE十六进制字符串
`cell2mat`	将单元格数组转换为数组
`cell2struct`	将单元格数组转换为结构数组
`cellstr`	从字符数组创建字符串数组
`mat2cell`	将数组转换为具有潜在不同大小的单元格的单元阵列
`num2cell`	将数组转换为具有一致大小的单元格的单元阵列
`struct2cell`	将结构转换为单元格数组

数据类型确定

MATLAB提供了用于识别变量数据类型的各种函数。

函数	描述说明
`is`	检测状态
`isa`	确定输入是否是指定类的对象
`iscell`	确定输入是单元格数组
`iscellstr`	确定输入是字符串的单元格数组
`ischar`	确定项目是否是字符数组
`isfield`	确定输入是否是结构数组字段
`isfloat`	确定输入是否为浮点数组
`ishghandle`	确定是否用于处理图形对象句柄
`isinteger`	确定输入是否为整数数组
`isjava`	确定输入是否为Java对象
`islogical`	确定输入是否为逻辑数组
`isnumeric`	确定输入是否是数字数组
`isobject`	确定输入是否为MATLAB对象
`isreal`	检查输入是否为实数数组
`isscalar`	确定输入是否为标量
`isstr`	确定输入是否是字符数组
`isstruct`	确定输入是否是结构数组
`isvector`	确定输入是否为向量
`class`	确定对象的类
`validateattributes`	检查数组的有效性
`whos`	在工作区中列出变量，其大小和类型

示例

使用以下代码创建脚本文件

result is

MATLAB中的运算符既可用于标量数据也可用于非标量数据

MATLAB允许以下类型的基本操作

算术运算符
关系运算符
逻辑运算符
按位运算符
集合运算符

算术运算符

MATLAB允许两种不同类型的算术运算

矩阵算术运算
数组算术运算

矩阵算术运算与线性代数中定义的相同
在一维和多维数组中，逐个元素执行数组运算
矩阵运算符和数组运算符由句点符号.区分

然而，由于对于矩阵和阵列的加减运算是相同的，因此对于这两种情况，运算符相同

运算符	描述说明
`+`	加法或一元加法运算。`A + B`表示相加存储在变量`A`和`B`中的值。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非是标量。标量可以添加到任何大小的矩阵。
`-`	减法或一元减法运算。 `A-B`表示从`A`中减去`B`的值。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非是标量。可以从任何大小的矩阵中减去标量。
`*`	矩阵乘法。 `C = A * B`是矩阵`A`和`B`的线性代数乘积。更准确地说，执行公式：，对于非标量`A`和`B`，`A`的列数必须等于`B`的行数。标量可以乘以任何大小的矩阵。
`.*`	阵列乘法。 `A .* B`是数组`A`和`B`的逐个元素乘积。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非它们之一是标量。
`/`	数组乘法。`A .* B`是数组`A`和`B`的逐个元素乘积。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非它们之一是标量。
`./`	数组右除。`A./B`是具有元素`A(i，j)/ B(i，j)`的矩阵。 `A`和`B`必须具有相同的大小，除非它们之一是标量。
`\`	反斜杠或数组左除。如果`A`是一个方阵，`A \ B`与`inv(A)* B`大致相同，除了以不同的方式计算。如果`A`是`n×n`矩阵，`B`是具有`n`个分量的列向量或具有若干这样的列的矩阵，则`X = A \ B`是方程`AX = B`的解。如果A是不规则或几乎单数，将显示警告消息。
`.\`	阵列左除。`A .\ B`是具有元素`B(i，j)/ A(i，j)`的矩阵。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非它们之一是标量。
`^`	矩阵 `X ^ p`是`X`的`P`次幂，如果`p`是标量。如果`p`是整数，则通过重复平方来计算幂值。如果整数为负，则`X`首先倒置。对于`p`的其他值，计算涉及特征值和特征向量，使得如果`[V，D] = eig(X)`，则`X ^ p = V * D. ^ p / V`。
`.^`	阵列幂值， `A ^ B`是`B(i，j)`到`A(i，j)`的幂矩阵。`A`和`B`必须具有相同的大小，除非它们之一是标量。
`'`	矩阵转置。 `'`是`A`的线性代数转置。对于复数矩阵，这是复共轭转置。
`.'`	数组转置。`.'`是`A`的数组转置。对于复数矩阵，这不涉及共轭。

示例

以下示例显示了算术运算符对标量数据的使用。使用以下代码创建脚本文件

10;

运行文件时，会产生以下结果

c =  30
d = -10
e =  200
f =  0.50000
g =  2
z =  343

关系运算符

关系运算符也可以用于标量和非标量数据。数组的关系运算符在两个数组之间执行逐个元素的比较，并返回相同大小的逻辑数组，如果为真，则元素设置为逻辑1(true)，如果为假，则元素设置为逻辑0(false)。

操作符	函数	说明描述
`<`	`lt()`	小于
`<=`	`le()`	小于或等于
`>`	`gt()`	大于
`>=`	`ge()`	大于或等于
`==`	`eq()`	等于
`~=`	`ne()`	不等于

100;

result is:

除了上述关系运算符之外，MATLAB还提供以下用于相同目的的函数

函数	描述
`eq(a, b)`	测试`a`是否等于`b`
`ge(a, b)`	测试`a`是否大于或等于`b`
`gt(a, b)`	测试`a`是否大于`b`
`le(a, b)`	测试`a`是否小于或等于`b`
`lt(a, b)`	测试`a`是否小于`b`
`ne(a, b)`	测试`a`是否不等于`b`
`isequal`	测试数组以获得相等性
`isequaln`	测试数组相等，将`NaN`值视为相等

% comparing two values

result is

逻辑运算符

MATLAB提供两种类型的逻辑运算符和函数：

逐元素 - 这些运算符对逻辑阵列的相应元素进行操作。
短路 - 这些运算符在标量和逻辑表达式上运行。

元素逻辑运算符在逻辑数组上运行逐个元素。符号＆，|和〜是逻辑数组运算符AND，OR和NOT。

短路逻辑运算符允许逻辑运算短路。符号&&和||是逻辑短路运算符AND和OR

5;

Line 1 - Condition is true
Line 2 - Condition is true
Line 3 - Condition is not true
Line 4 - Condition is true

位运算

按位运算符对位执行，并执行逐位运算。＆，|和^的真值表如下

`p`	`q`	`p&q`	`p或q`	`p^q`
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	1	1	1	0
1	0	0	1	1

由于我使用的是markdown的语法写的文章,而又因为表格与|冲突,因此用或代替|.
假设A = 60和B = 13

现在以二进制格式，它们将如下所示：

A = 0011 1100

B = 0000 1101

-----------------

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

MATLAB提供了诸如按位与和按位或以及按位非操作，移位操作等位操作的各种功能。

下表显示了常用的按位操作：

方法	目的
`bitand(a, b)`	整数`a`和`b`的位与`AND`操作
`bitcmp(a)`	`a`的比特补码
`bitget(a,pos)`	在整数数组`a`中，获取指定的位置`pos`位字节
`bitor(a, b)`	整数`a`和`b`的逐位`OR`操作
`bitset(a, pos)`	设置在指定`pos`处的位字节
`bitshift(a, k)`	返回向左移位`k`字节，相当于乘以`2^k`。 `k`的负值对应于向右移位或除以`2^k,`并舍入到最接近的整数到负无穷大。任何溢出位都被截断
`bitxor(a, b)`	整数`a`和`b`的逐字节位`XOR`操作
`swapbytes`	交换字节排序

60;

result is

c =  12
c =  61
c =  49
c =  240
c =  15

集合操作

MATLAB为集合操作提供了各种功能，如联合，交集和集合成员的测试等。

函数	描述
`intersect(A,B)`	设置两个阵列的交集; 也就是返回`A`和`B`共同的值。返回的值按排序顺序排列。
`intersect(A,B,’rows’)`	将`A`的每一行和`B`的每一行视为单个实体，并返回`A`和`B`两者共同的行。返回矩阵的行按排序顺序排列。
`ismember(A,B)`	返回与`A`相同大小的数组，其中包含`1(true)`，其中`A`的元素位于`B`中。其他地方返回`0(false)`。
`ismember(A,B,’rows’)`	将`A`的每行和`B`的每一行视为单个实体，并返回一个包含`1(true)`的向量，其中矩阵`A`的行也是`B`行。其他返回`0(false)`。
`issorted(A)`	如果`A`的元素按排序顺序返回逻辑`1`(真)，否则返回逻辑`0`(假)。输入`A`可以是一个向量，也可以是`N-by-1`或`1-by-N`的字符串数组。如果`A`和`sort(A)`的输出相等，则认为`A`被排序。
`issorted(A, ‘rows’)`	如果二维矩阵`A`的行按排序顺序返回逻辑`1`(真)，否则返回逻辑`0`(假)。如果`A`和排序`(A)`的输出相等，则认为矩阵`A`被排序。
`setdiff(A,B)`	设置两个数组的差异; 返回`A`中不在`B`中的值。返回的数组中的值按排序顺序排列。
`setdiff(A,B,’rows’)`	将`A`的每一行和`B`的每一行视为单个实体，并从不在`B`中的`A`返回行。返回的矩阵的行按排序顺序排列。`'rows'`选项不支持单元格数组。
`setxor`	设置两个数组的异或
`union`	设置两个数组的并集
`unique`	使数组中的值唯一