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看预览，绝对物超所值，可以无脑冲第一章 MATLAB 介绍 1.1 MATLAB 的优点 1. 易用性1 2. 平台独立性1 3. 预定义函数1 4. 机制独立的画图2 5. 用户图形界面2 6. MATLAB 编译器 1.2 MATLAB 的缺点 1.3 MATLAB 的开发环境 1.3.1 MATLAB 桌面 1.3.2 命令窗口（TheCommandWindow） 1.3.3 历史命令窗口（The History Command Window） 1.3.4 启动平台（the launch pad） 1.3.5 编辑调试器 1.3.6 图像窗口（Figure Windows） 1.3.7 MATLAB 工作区 1.3.8 工作区浏览器 1.3.9 MATLAB 帮助 1.3.10 一些重要的命令 1.3.11 MATLAB 搜索路径 1.4 把 MATLAB 当作便笺薄来使用测试 1.5 总结 1.5.1 MATLAB 总结 1.6 练习13 第二章 MATLAB 基础 2.1 变量和数组 2.2 MATLAB 变量的初始化 MATLAB，全称为“Matrix Laboratory”，是一款强大的数值计算与符号计算软件，被广泛应用于工程、科学、数学等领域。本教程是专为初学者设计的MATLAB编程入门指南，旨在帮助菜鸟快速掌握MATLAB的基本概念和操作。在第一章“MATLAB 介绍”中，主要讲解了MATLAB的优点和缺点，以及其开发环境的各个组成部分。MATLAB的最大优点之一是它的易用性，用户可以通过简单的命令进行复杂的计算。MATLAB具有平台独立性，可以在多种操作系统上运行，如Windows、Mac OS X和Linux。此外，MATLAB内置了大量的预定义函数，覆盖了各种数学运算和数据分析功能，这极大地方便了用户的使用。MATLAB还拥有机制独立的画图功能，可以方便地生成高质量的图形。它还提供了一个用户图形界面（GUI），使得交互操作更加直观。MATLAB编译器则允许用户将MATLAB程序转换成可执行文件，便于在没有MATLAB环境的机器上运行。然而，MATLAB也存在一些缺点。例如，相比于编译型语言，MATLAB的运行速度较慢，且内存消耗较大。此外，由于其动态类型特性，可能导致代码的运行效率不如静态类型语言。 MATLAB的开发环境是学习的重点之一。MATLAB桌面是用户的主要工作区域，包括命令窗口，用于输入和查看命令；历史命令窗口记录了用户过去的命令，便于回顾和复制；启动平台提供了访问工具箱和创建新脚本的快捷方式；编辑调试器支持代码的编写和错误检查；图像窗口显示图形结果；工作区展示了当前会话中的变量及其值；工作区浏览器则提供了更直观的变量管理视图；MATLAB的帮助系统包含了丰富的文档和示例，是学习的重要资源。此外，了解MATLAB的搜索路径至关重要，因为这决定了MATLAB如何找到并加载自定义函数和文件。在后续章节中，如“第二章 MATLAB 基础”，将深入讲解MATLAB的核心元素——变量和数组。变量是存储数据的基础，而数组则是MATLAB处理数据的主要结构。数组可以在一维、二维甚至多维空间中表示数据，MATLAB对数组操作的支持非常强大，包括基本的数学运算、索引选取、逻辑筛选等。变量的初始化是指在创建变量时为其赋初值，这对于确保程序的正确运行至关重要。通过本教程的学习，读者将能够理解MATLAB的基本理念，熟悉其开发环境，并能开始编写简单的MATLAB程序，处理基本的数值计算和数据可视化任务。随着技能的提升，可以进一步探索MATLAB在信号处理、控制系统、优化算法等领域的高级应用。记住，实践是掌握任何技能的关键，所以不要害怕犯错，不断尝试和练习，你将逐渐成长为MATLAB的熟手。

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第一章 MATLAB 介绍 ..........................................................1

1.1 MATLAB 的优点 ...............................................................................................................1

1. 易用性..........................................................................................................................1

2. 平台独立性..................................................................................................................1

3. 预定义函数..................................................................................................................1

4. 机制独立的画图..........................................................................................................2

5. 用户图形界面..............................................................................................................2

6. MATLAB 编译器 .........................................................................................................2

1.2 MATLAB 的缺点 ...............................................................................................................2

1.3 MATLAB 的开发环境 .......................................................................................................2

1.3.1 MATLAB 桌面 ........................................................................................................2

1.3.2 命令窗口（TheCommandWindow） ....................................................................3

1.3.3 历史命令窗口（The History Command Window）..............................................4

1.3.4 启动平台（the launch pad）..................................................................................5

1.3.5 编辑调试器.............................................................................................................5

1.3.6 图像窗口（Figure Windows） ..............................................................................6

1.3.7 MATLAB 工作区 ....................................................................................................6

1.3.8 工作区浏览器.........................................................................................................7

1.3.9 MATLAB 帮助 ........................................................................................................8

1.3.10 一些重要的命令...................................................................................................9

1.3.11 MATLAB 搜索路径.............................................................................................10

1.4 把 MATLAB 当作便笺薄来使用 ...................................................................................11

测试 1.1...........................................................................................................................12

1.5 总结..................................................................................................................................12

1.5.1 MATLAB 总结 ......................................................................................................13

1.6 练习..................................................................................................................................13

第二章 MATLAB 基础 ........................................................ 15

2.1 变量和数组......................................................................................................................15

2.2 MATLAB 变量的初始化 .................................................................................................17

2.2.1 用赋值语句初始化变量.......................................................................................17

2.2.2 用捷径表达式赋值...............................................................................................19

2.2.3 用内置函数来初始化...........................................................................................19

2.2.4 用关键字 input 初始化变量.................................................................................20

测试 2.1...........................................................................................................................20

2.3 多维数组..........................................................................................................................21

2.3.1 多维数组在内存中的存储...................................................................................22

2.3.1 用单个下标访问多标数组...................................................................................22

2.4 子数组..............................................................................................................................23

2.4.1 end 函数.................................................................................................................23

2.4.2 子数组在左边的赋值语句的使用.......................................................................24

2.4.3 用一标量来给子数组赋值...................................................................................25

2.5 特殊变量..........................................................................................................................25

测试 2.2...........................................................................................................................26

2.6 显示输出数据..................................................................................................................26

2.6.1 改变默认格式.......................................................................................................27

ii ｜目录

2.6.2 disp 函数 ................................................................................................................27

2.6.3 用 fprintf 函数格式化输出数据...........................................................................28

2.7 数据文件..........................................................................................................................28

测试 2.3...........................................................................................................................29

2.8 标量运算和数组运算......................................................................................................30

2.8.1 标量运算符...........................................................................................................30

2.8.2 数组运算和矩阵运算...........................................................................................30

例 2.1...............................................................................................................................32

2.9 运算的优先级..................................................................................................................33

例 2.2...............................................................................................................................33

测试 2.4...........................................................................................................................34

2.10 MATLAB 的内建函数 ...................................................................................................34

2.10.1 选择性结果.........................................................................................................34

2.10.2 带数组输入的 MATLAB 函数的应用...............................................................34

2.10.3 常见的 MATLAB 函数 ......................................................................................35

2.11 画图入门........................................................................................................................35

2.11.1 简单的 xy 画图...................................................................................................36

2.11.2 打印图象.............................................................................................................37

2.11.3 联合作图.............................................................................................................37

2.11.4 线的颜色,线的形式,符号形式和图例 ...............................................................38

2.11.5 对数尺度.............................................................................................................40

2.12 例子................................................................................................................................41

例 2.3...............................................................................................................................41

例 2.4...............................................................................................................................42

例 2.5...............................................................................................................................44

2.13 调试 MATLAB 程序 .....................................................................................................46

2.14 总结................................................................................................................................47

2.14.1 好的编程习惯总结.............................................................................................47

2.14.2 MATLAB

总结 ....................................................................................................48

2.15 练习................................................................................................................................50

第三章分支语句和编程设计.................................................53

3.1 自上而下的编程方法简介..............................................................................................53

3.2 伪代码的应用...................................................................................................................56

3.3 关系运算符和逻辑运算符..............................................................................................56

3.3.1 关系运算符...........................................................................................................56

3.3.2 小心==和~=运算符..............................................................................................57

3.3.3 逻辑运算符...........................................................................................................58

例 3.1...............................................................................................................................59

3.3.4 逻辑函数...............................................................................................................59

测试 3.1...........................................................................................................................60

3.4 选择结构(分支语句) .......................................................................................................60

3.4.1 if 结构 ....................................................................................................................60

3.4.2 if 结构举例 ............................................................................................................62

例 3.2...............................................................................................................................62

例 3.3...............................................................................................................................64

3.4.3 关于 if 结构使用的注意事项 ..............................................................................66

例 3.4...............................................................................................................................67

3.4.4 switch 结构 ............................................................................................................68

3.4.5 try/catch 结构的应用.............................................................................................69

测试 3.2...........................................................................................................................70

目录｜ iii

3.5 附加的画图特性..............................................................................................................70

3.5.1 控制 x，y 轴绘图的上下限.................................................................................70

3.5.2 在同一坐标系内画出多个图象...........................................................................73

3.5.3 创建多个图象.......................................................................................................73

3.5.4 子图象...................................................................................................................74

3.5.5 对画线的增强控制...............................................................................................75

3.5.6 文本字符串的高级控制.......................................................................................76

3.5.7 极坐标图象............................................................................................................77

例 3.5...............................................................................................................................77

例 3.6...............................................................................................................................79

例 3.7...............................................................................................................................80

3.5.8 注释并保存图象...................................................................................................82

测试 3.3...........................................................................................................................84

3.6 程序调试的进一步说明..................................................................................................84

3.7 总结..................................................................................................................................87

3.7.1 好的编程习惯的总结...........................................................................................88

3.7.2 MATLAB 总结 ......................................................................................................88

3.8 练习..................................................................................................................................88

第四章循环结构 ................................................................ 91

4.1 while 循环.........................................................................................................................91

例 4.1...............................................................................................................................91

4.2 for 循环.............................................................................................................................95

例 4.2...............................................................................................................................96

例 4.3...............................................................................................................................96

例 4.4...............................................................................................................................99

4.2.1 运算的细节.........................................................................................................100

例 4.5.............................................................................................................................101

4.2.2 break 和 continue 语句 ........................................................................................102

4.2.3 循环嵌套.............................................................................................................103

4.3 逻辑数组与向量化........................................................................................................104

4.3.1 逻辑数组的重要性.............................................................................................105

例 4.6.............................................................................................................................106

4.3.2 用 if/else 结构和逻辑数组创建等式 .................................................................107

测试 4.1.........................................................................................................................108

4.4 附加例子........................................................................................................................109

例 4.7.............................................................................................................................109

例 4.8.............................................................................................................................114

4.5 总结................................................................................................................................120

4.5.1 好的编程习惯总结.............................................................................................120

4.5.2 MATLAB 总结 ....................................................................................................120

4.6 练习................................................................................................................................120

第五章自定义函数 ........................................................... 127

5.1 MATLAB 函数简介 .......................................................................................................128

5.2 在 MATLAB 中传递变量：按值传递机制..................................................................132

例 5.2 数据排序............................................................................................................136

5.3 选择性参数....................................................................................................................140

例 5.3 选择性参数的应用...........................................................................................141

测试 5.1.........................................................................................................................142

5.4 用全局内存分享数据....................................................................................................143

5.5 在函数调用两次之间本地数据的存储........................................................................148

iv ｜目录

5.6 函数的函数(function functions)， ................................................................................152

5.7 子函数和私有函数........................................................................................................155

5.8 总结................................................................................................................................156

5.9 练习................................................................................................................................156

第六章复数数据、字符数据和附加画图类型 ......................... 165

6.1 复数数据........................................................................................................................165

6.1.1 复变量（complex variables）............................................................................166

6.1.2 带有关系运算符的复数的应用.........................................................................166

6.1.3 复函数（complex function）.............................................................................166

1. 类型转换函数..........................................................................................................167

2. 绝对值和幅角函数..................................................................................................167

3. 数学函数..................................................................................................................167

例 6.1.............................................................................................................................167

6.1.4 复数数据的作图.................................................................................................169

6.2 字符串函数（string functions）...................................................................................173

6.2.1 字符转换函数.....................................................................................................173

6.2.2 创建二维字符数组.............................................................................................174

6.2.3 字符串的连接.....................................................................................................174

6.2.4 字符串的比较.....................................................................................................175

6.2.5 在一个字符串中查找/替换字符........................................................................176

6.2.6 大小写转换.........................................................................................................177

6.2.7 字符串转换为数字.............................................................................................178

6.2.8 数字转化为字符串.............................................................................................178

6.2.9 总结.....................................................................................................................179

例 6.2.............................................................................................................................180

6.3 多维数组........................................................................................................................183

6.4 关于二维作图的补充说明............................................................................................185

6.4.1 二维作图的附加类型.........................................................................................185

6.4.2 作图函数.............................................................................................................189

6.4.3 柱状图.................................................................................................................190

6.5 三维作图........................................................................................................................191

6.5.1 三维曲线作图.....................................................................................................191

6.5.2 三维表面，网格，等高线图象..........................................................................193

6.6 总结................................................................................................................................196

6.6.1 好的编程习惯总结.............................................................................................196

6.6.2 MATLAB

函数与命令总结 ................................................................................196

6.7 练习................................................................................................................................197

第七章稀疏矩阵单元阵列结构 ........................................ 199

7.1 稀疏矩阵........................................................................................................................199

7.1.1 sparse 数据类型...................................................................................................200

例 7.1.............................................................................................................................202

7.2 单元阵列(cell array) ......................................................................................................204

7.2.1 创建单元阵列.....................................................................................................205

7.2.2 单元创建者——大括号({})的应用 ..................................................................206

7.2.3 查看单元阵列的内容.........................................................................................206

7.2.4 对单元阵列进行扩展.........................................................................................207

7.2.5 删除阵列中的元素.............................................................................................208

7.2.6 单元阵列数据的应用.........................................................................................208

7.2.7 字符串单元阵列.................................................................................................209

7.2.8 单元阵列的重要性.............................................................................................209

目录｜ v

7.2.9 单元阵列函数总结.............................................................................................212

7.3 结构数组........................................................................................................................212

7.3.2 增加域到结构.....................................................................................................214

7.3.3 删除结构中的域.................................................................................................214

7.3.4 结构数组中数组的应用.....................................................................................215

7.3.5 函数 getfield 和函数 setfield..............................................................................216

7.3.6 对结构数组应用 size 函数.................................................................................217

7.3.7 结构的嵌套.........................................................................................................217

7.3.8 struct 函数总结....................................................................................................218

测试 7.1.........................................................................................................................218

7.4 总结................................................................................................................................219

7.4.1 好的编程习惯总结.............................................................................................219

7.4.2 MATLAB 函数命令总结 ....................................................................................219

7.5 练习................................................................................................................................220

第八章输入/输出函数 ...................................................... 221

8.1 函数 textread..................................................................................................................221

8.2 关于 load 和 save 命令的进一步说明..........................................................................222

8.3 MATLAB 文件过程简介 ...............................................................................................223

8.4 文件的打开与关闭........................................................................................................224

8.4.1 fopen 函数............................................................................................................224

8.4.2 fclose 函数 ...........................................................................................................226

8.5 二进制 I/O 函数 ............................................................................................................226

8.5.1 fwrite 函数 ...........................................................................................................226

8.5.2 fread 函数 ............................................................................................................227

例 8.1 读写二进制数据...............................................................................................228

测试 8.1.........................................................................................................................229

8.6 格式化 I/O 函数 ............................................................................................................229

8.6.1 fprint 函数............................................................................................................229

8.6.2 格式转换指定符的理解.....................................................................................231

8.6.3 如何使用格式字符串.........................................................................................232

例 8.2 产生一个信息表...............................................................................................233

8.6.4 fscanf 函数...........................................................................................................234

8.6.5 fgetl 函数 .............................................................................................................235

8.6.6 fgets 函数.............................................................................................................235

8.7 格式化和二进制 I/O 函数的比较.................................................................................236

例 8.3 格式化和二进制 I/O 文件的比较....................................................................236

测试 8.2.........................................................................................................................239

8.8 文件位置和状态函数....................................................................................................239

8.8.1 exist 函数 .............................................................................................................239

例 8.4 打开一个输出文件...........................................................................................240

8.8.2 函数 ferror...........................................................................................................241

8.8.3 函数 foef .............................................................................................................241

8.8.4 函数 ftell .............................................................................................................242

8.8.5 函数 frewind .......................................................................................................242

8.8.6 函数 fseek ...........................................................................................................242

例 8.5.............................................................................................................................242

8.9 函数 uiimport.................................................................................................................246

8.10 总结..............................................................................................................................248

8.10.1 好的编程习惯总结...........................................................................................248

8.10.2 MATLAB 总结 ..................................................................................................248

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