matlab基础编程,Matlab 编程入门（一）：编程基础

上学期学了一些matlab的知识，这学期再用时竟然发现已经忘得差不多了(┬＿┬)

于是决定重新开始并将它们记录下来，也方便自己以后查漏补缺！

M文件编程

脚本文件

matlab有自己的命令行窗口，对于简单的命令，可以直接在命令行窗口输入，但随着命令行的增加或者命令本身复杂度的增加，再使用命令行就显得有些不便了，这时就需要脚本文件了。可以说，脚本文件是matlab指令集合的封装。

函数文件

函数文件以function开始，end结束，这也是区别于脚本文件的地方。

在function后面接着定义输出参数，函数名和输入参数，比如：

function [x,y,z] = math_count(a,b,c)

x，y，z是输出参数，以方框括起来，math_count是函数名，a，b，c是输入参数，以圆括号括起来。

也可以没有参数，比如：

function printresults(x,y)

printresults是函数名，x和y是输入参数，没有输出参数。

数据类型

matlab共有6中基本数据类型，分别是数值类型、逻辑类型、字符串、函数句柄、结构体和单元数组。这里我们简单地介绍前四种。

数值类型

基本的数值类型包括整数类型和浮点数类型，额外的数值类型还有复数类型、无穷量(Inf)和非数值量(NaN)，后面的两种算是matlab的特色类型，当然要记录一下啦！

复数类型

复数包括实部和虚部两部分，matlab中默认使用i和j作为复数的虚部标志。创建复数时，可以直接利用复数形式进行输入或使用函数complex。

z=1+2i 　%利用复数形式进行输入

输出结果：

z=complex(2,3)%利用complex(x,y)函数进行输入

输出结果：

z=complex(2)%利用complex(x)，如果x是实数，z=x+0i，如果x是复数，z=x

输出结果：

无穷量(Inf)和非数值量(NaN)

Matlab中使用Inf和-Inf分别代表正无穷量和负无穷量，NaN代表非数值量。

正负无穷量通常由于运算溢出而产生的结果，而非数值量是由于0/0或Inf/Inf非正常运算产生的结果，并且这两个NaN是不同的。

Inf和NaN是Matlab中的特殊变量，除此之外，Matlab还有一些特殊的变量

ans：系统默认的用作保存运算结果的变量名

pi：圆周率

eps：机器零阀值，Matlab中的最小数

2.逻辑类型

Matlab把任何非0值当作为真，输出为1，把零当作假，输出为0.

逻辑类型数据进行运算时需要用到关系操作符和逻辑运算符。

对于Matlab的关系操作符，与c/c++基本相同，只有不等号有所不同，在c/c++中不等号为！=，而Matlab中不等号是~ =。

3.字符和字符串

字符和字符串分别是字符数组和字符串数组中的文本。

字符数组是一个字符序列，如c='Hello Word!'

字符串数组是文本片段的容器，字符串数组提供一组用于将文本处理为数据的函数。从R2017a开始，字符串也可以使用双引号创建，如str="You are best!"

string函数

R2016b以后，可以使用字符串数组string代替字符数组。官方文档表明，还可以按照标准数组运算对字符串数组

进行索引、重构和串联，还可以使用 + 运算符向字符串追加文本。(一切都在向c++看齐啊)

4.函数句柄

函数句柄是一种间接调用函数的方式，相当于对一个函数取别名。

例如：如果你有一个函数为myfunction，现在给定语句

f=@myfunction 　　%f是一个句柄，可以通过f调用myfunction

可以通过函数句柄构造匿名函数或指定回调函数，也可以函数句柄将一个函数传递给另一个函数，或者从主函数内部调用局部函数

下面给出通过函数句柄间接调用函数的例子：

在命令行窗口输入：

Handle=@sin; 　%也可以自己建立函数，通过函数句柄间接调用>> x=0:pi/4:pi;　%通过冒号创建一维数组，0是第一个数，每次以pi/4为单位递增，pi是最后一个数>> y=Handle(x)

输出结果：

有同学可能会问，直接调用不也是可以吗，的确可以，但函数句柄有更多的优点，列举几个

提高运行速度。matlab对函数的调用每次都要搜索所有的路径，使用函数句柄可以减少搜索，提高运行速度。

使用更方便。比如说，我在这个目录运行后，创建了本目录的一个函数句柄，当我转到其他的目录下的时候，创建的函数句柄还是可以直接调用的，而不需要把那个函数文件拷贝          过来。因为你创建的函数句柄中已经包含了路径。控制流

Matlab的控制流也与c/c++大体相同，唯一要注意的是每个条件都有相应的end关键字。

顺序结构

选择结构

if—end

if—else—end

if—elseif—else—end

示例：

新建脚本文件，保存为exe1_1

x=input('enter''x'':');%input函数返回你输入的整数，提示信息用''括起来，如果想要输出单引号，两个单引号'' ''即可if(x>0)

y=1;

elseif(x==0)

y=0;else y=-1;

end%不要忘记加end，Matlab不会自动补全end，最好一开始就写下来，养成良好的编程习惯至关重要

disp(y)%disp作为输出函数

在命令行窗口调用exe1_1,输入-5

得到结果：

switch—case结构

注意Matlab与c/c++语言的switch-case结构不一样：只要条件满足，立即返回,这也是为什么不用加break的原因。

示例：新建脚本文件，保存为ex1_2

month=3;switchmonthcase {3,4,5}

season='spring'

case {6,7,8}

season='summer'

case {9,10,11}

season='autumn'otherwise

season='winter'end

得到结果：

注意

1.M文件的搜索路径必须与当前路径一致,否则运行会出错，搜索路径即保存M文件的位置。可以直接修改当前路径与搜索路径一致，也可以添加搜索路径，这样就一劳永逸了。

2.如果遇到不认识的函数，可以利用help/doc命令在命令行查找，格式为help/doc function,function为函数名，养成查阅文档的习惯很重要！

循环结构

while，for语句

break、continue、return　——行尾可以不用加分号

每一个关键字后面都要有与之对应的end关键字

范例：

使用0.618法(黄金分割法)极小化f(t)=exp(-t)+exp(t)，区间为[-1，1]。(即逼近函数在已知区间的极小值，找到对应的t

0.618法主要思想：

0.618法在给定区间[a，b]内适当插入两点a1，a2，并计算其函数值。

a1，a2将区间分成三段，通过函数值大小的比较，删去其中一段，使搜索区间得以缩小，

然后再在保留下来的区间上作同样的处理，如此迭代下去，从而得到极小点的数值近似解。

0.618法主要步骤：

1.在区间[a,b]内分别按照0.618和0.382的比例处取点a1 ，a2， 把[a,b]分为三段。

2.如果f(a1)>f(a2)，令a=a1,a1=a2,a2=a+0.618*(b-a)

3.如果f(a1)

4.如果满足迭代条件或者超出给定迭代次数，程序终止，否则继续运行下去。

新建名为fai.m的函数和zero_soe.m的函数

1 　　　　　　function z=fai(t)2 　　　　　　　　　　 　　 %fai函数3 　　　　　　　 　　　　　 %给定函数4 　　　　　　　 　　　　　 z=1*exp(-t)+1*exp(t);5 　　　　　　　 　　　　 end

1 　　　　　　　　　　　 function [k] =zero_soe(a0,b0,iter,tol)2 　　　　　　　　　　　 %UNTITLED3 精确线性搜索之0.618法3 　　　　　　　　　　　 %a0，b0分别代表左端点，右端点4 　　　　　　　　　　 　 %iter代表给定的迭代次数5 　　　　　　　　　　　 %tol代表误差限6 　　　　　　　　　　　　m=a0+0.382*(b0-a0); %试探点lameda07 　　　　　　　　　　　　n=a0+0.618*(b0-a0); %试探点u08 　　　　　　　　　　　　ym=fai(m);9 　　　　　　　　　　　　yn=fai(n);10 　　　　　　　　　　　　count=0; %现有的迭代次数11 　　　　　　　　　　　　while(countyn)13 　　　　　　 　　　　　　if(b0-m<=tol)14 　　　　　　　　　　 　　k=n;15 　　　　　　　　　　 　　return;16 　　　　　　　　　　　　else

17 　　　　　　　　　　　　 a0=m;18 　　　　　　　　　　　　 m=n;19 　　　　　　　　 　　　　ym=yn;20 　　　　　　　　　　　　 n=a0+0.618*(b0-a0);21 　　　　　　　　 　　　　yn=fai(n);22 　　　　　　　　 　　　　count=count+1;23 end24 　　　　　　 　　　　　　else

25 　　　　　　 　　　　　　if(n-a0<=tol)26 　　　　　　　　　　 　　k=m;27 　　　　　　　　 　　 return;28 　　　　　　　　　　 　　else

29 　　　　　　 　　　　　　 b0=n;30 　　　　　　　　　　　　 n=m;31 　　　　　　　　　　　　yn=ym;32 　　 　　　　　　　　　　m=a0+0.382*(b0-a0);33 　　　　　　　　　　　　ym=fai(m);34 　　　　 　　　　　　　　count=count+1;35 end36 end37 end38 　　　　　　　　　　　　if(count>=iter)39 　　　　　　　　　　　　disp('迭代次数超过给定次数!') ;40 end41 　　　　　　　　　　　　end

得到结果：

通过求导可知函数的极小值对应的t等于0，可知极小化的结果是正确的。

(皆大欢喜[]~(￣▽￣)~*)

常用的函数命令

输入命令clc：清除命令行窗口

clf ：即clear figure，清楚图形窗口

clear：清除工作区的变量，clear all是清除全部变量

format：设置命令行窗口显示格式

iskeyword:确认输入是否为关键字，如果没有输入，则输出全部的关键字

who：显示当前变量名列表

whos：显示变量详细列表

which：查看关键字的路径帮助help：命令行窗口中函数的帮助

doc：帮助浏览器中的参考页

demo：帮助浏览器中查看示例

lookfor：在所有帮助条目中查看关键字

常用快捷键

Ctrl+R　：注释(对多行有效)

Ctrl+T　：取消注释(对多行注释有效)

Ctrl+Z　：取消上一次操作

Ctrl+I     ：自动缩进(对多行有效)

Ctrl+[     ：减少缩进(对多行有效)

Ctrl+]     ：增加缩进(对多行有效)

↑光标键 ：选择最近的一次命令

Esc：清除当前行

参考资料：

Matlab 2016a自学一本通 /刘浩，韩晶编著 ~北京：电子工业出版社,2016,12

还没有写完，以后慢慢补吧~

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