| cc2008 |
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 bYqv)_8 1 ^30]2'_ 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: CugZ!>;^ #XG3{MGX[ >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 @pH6FXVGzt Zrj#4E1 ans =4.2000 a8-V` Xk1uCVUe5 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。 ya[f?0b0 ";7/8(LBZ 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。 sLFZ61rT j-VwY/X 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: $$EEhy ~gHn>]S0 x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 x-W~&`UU j@Pd"
Z9 x = 42 Zz+v3o0 Ni|MTE]~ 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(^)。 l<+PA$+}} ;?q}98-2 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。 x+ER 3wDD@ )y i~p 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: GB"Orm. $ M/1pZ y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); +-9-%O.(; k+*pg4' 若要显示变数y的值,直接键入y即可: 6 EfBz ^q#[oO >>y JYmYX- ef_H*e y =-0.0045 bfm+!9=9S Ryh 0r 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。 :U=3*f.{ b)M-q{ 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: m{$}u@a VW*?(,#j{ 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 WRwx[[e6z t\'MB abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 D~Ef%!& W7gY$\1<& angle(z):复 数z的相角(Phase angle) /xcXd+k] ,zr,>^v sqrt(x):开平方 ZJc{P5a1J #:P$a%V real(z):复数z的实部 5j$&Zgx51 5k9
vYW5k imag(z):复数z的虚 部 MkjB4:" mEu2@3^E } conj(z):复数z的共轭复数 >;R`Q9s7 <2L,+ round(x):四舍五入至最近整数 ?1c7wEk uv8kea .( fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 = :zPT;K >HRNB&]LdP floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 I8% -ii zwRF-{s ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 *OdmKVw6G "Nb2[R rat(x):将实数x化为分数表示 v\MQ?VC Yw]$/oP` rats(x):将实数x化为多项分数展开 @"A
5yD5 ^Ifm1$X} sign(x):符号函数 (Signum function)。 kB=B?V~# %3"3V1 当x<0时,sign(x)=-1; r<Z .J/a B!;:,(S~ 当x=0时,sign(x)=0; - 0q263z US3)+6 当x>0时,sign(x)=1。 oXqJypR 2 ?U[6X|1 > 小整理:MATLAB常用的三角函数 ,
V,Q(!$F upk+L^ sin(x):正弦函数 mMOgx HeO&p@ cos(x):馀弦函数 Yy 0" G 3c7i8b $ tan(x):正切函数 Ejr'Yzl3_ Lu:*nJ%1[ asin(x):反正弦函数 wB'!@>db %4F\#" A acos(x):反馀弦函数 @1&"S7@}u ~av#r=x atan(x):反正切函数 s8 MQ:eAP WcS`T?Xa atan2(x,y):四象限的反正切函数 mSYm18
OIpT9 sinh(x):超越正弦函数 3**t'iWQ y!}XlllV cosh(x):超越馀弦函数 L(cKyg[R Wa.xm_4s2 tanh(x):超越正切函数 _yR_u+5 8 @(?E[&O> asinh(x):反超越正弦函数 SCe$v76p# WQ8 "Jj?k6 acosh(x):反超越馀弦函数 *QWOWg4w 6|
o S 5 atanh(x):反超越正切函数 yocFdI vzbGL ap# 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: w xte ^2 H-_ x = [1 3 5 2]; xyM|q9Gf@ H~vrCi~t" y = 2*x+1 c/^jD5U7 mVYfyLZ,( y = 3 7 11 5 i^iu#WC );JWrkpz 小提示:变数命名的规则 4vN:Kj 1W\wIj. 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 ok:L]8UN3 tJ6Q7
J;n 我们可以随意更改、增加或删除向量的元素: LL
(TD& Sew*0S( y(3) = 2 % 更改第三个元素 uM_ww6 k+?gWZ\ y =3 7 2 5 9_jiUZFje .;Gx.}ITG6 y(6) = 10 % 加入第六个元素 ){#INmsF na~ FT[3C y = 3 7 2 5 0 10 /FC
HF#yK _6,\;"it?8 y(4) = [] % 删除第四个元素, NQ[X=a8N sF[gjeIb y = 3 7 2 0 10 {'h&[f>zcQ XR7v\rd 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: Wu|MNB?M (tVT&eO 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 qWWt5rJ >lQa"F= ans = 9 5fiWo^s} &k_*Y-l7] y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算 Cm%I/4 I}|a7,8 ans = 6 1 -1 b/R7Mk1 Il*!iX|23< 在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量 g~.#.S ds (.@pe Hu)# 9{Et v w +jwk4BU 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 ;UpJ_y)n8\ ^W:a7cMw 小整理:MATLAB的查询命令 'SlZ-SdR B'(zhjV 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。) Q
Kr/ ElB[k< 将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector): FI?J8a d^6-P
R_ z = x' i6n,N)%H ~!PWJ~U z = 4.0000 bsU$$; m^qFaf)6 5.2000 w*/@|r39 Q"{Dijc% 6.4000 pQ0*)}l, `4xQ#K.- 7.6000 [fT$# '6 ^c}3o|1m( 8.8000 #9[> t'At9<ib 10.0000 a*X{hU9P G]k[A=dg 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: ]*k ~jY, 985h]KQ length(z) % z的元素个数 "xTVu57Z[ 4Ps;Cor+ ans = 6 1irSI,j%z rm3/R< max(z) % z的最大值 sPW:[ :P2!& W ans = 10 KyVzf(^ {p/Yz# min(z) % z的最小值 -['& aey}a FqbGT(QB0 ans = 4 }MMKOr( d-Z2-89K 小整理:适用於向量的常用函数有: sBI/`dGZV e/+.^ '{ min(x): 向量x的元素的最小值 T|BlFJ0" Os>&:{D 4! max(x): 向量x的元素的最大值 nF]R" N.z2eo mean(x): 向量x的元素的平均值 !=,zy z{1A x median(x): 向量x的元素的中位数 e4Ibj/ /"A=Yf std(x): 向量x的元素的标准差 T>(X`( z;9D[ME#1 diff(x): 向量x的相邻元素的差 V~/@KU8cH >S }X)4 sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) JSju4TQ4 ue7D'
UZL> length(x): 向量x的元素个数 hV,T889'
x!s=Nola
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 s=jH1^ )O+Zbn sum(x): 向量x的元素总和 |gxPuAXa) f!YlYk5 prod(x): 向量x的元素总乘积
J?Y,3cc. 'Y
,2CN cumsum(x): 向量x的累计元素总和 fCY??su*
\l3z<\ cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 nTGf 3D@3jyo: dot(x, y): 向量x和y的内 积 *74/I>i %?+Lkj& 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。) 7n84`|= s Adb0 A T'lycc4~a cjGN=|`u C"5P7F{ Ue;Z)} 若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例: 1I'Q{X&B ;!
?l8R A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; l{^s4 {Z <`@\K3 A = X)RgXl{ o58c!44 1 2 3 4 Tzjv-9^V GL9'dL| 5 6 7 8 $u, 6x~> t%^&b'/Z 9 10 11 12 a"O;DYh ;q%z\gA 同样地,我们可以对矩阵进行各种处理: W58?t6!
= T3=h7a %= A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值 ,m0M:!hK L;?h)8 A = 7>r[.g 4/*@cW 1 2 3 4 zXlerQWUv lq3D!+m 5 6 5 8 7p!f+\kM Qp:m=f6@ 9 10 11 12 2auJp
. s"$K2k;J B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵B *a|575e< z `w4'DB-R) B = 5 6 5 G"(aoy,
co ^A\(M%*F A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A AH'3
5Kf) TT3GGHR A = LTA0WgzR) Bnwq!i!M 1 2 3 4 5 /4 Kd *a8 <cf 5 6 5 8 6 mb3aUFxA; RSB+Saf.8 9 10 11 12 5 4|Y1W}!0/ oz]3
Tx A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列) H~fF;
I ^ ~1QA A = 2Rwd\e.z UYy #DA 1 3 4 5 ra^%__N} q6sb;?I 5 5 8 6 %}~(%@qB>+ 6pC1C. 9 11 12 5 g__s(
IJ !L9]nO 'BL A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列 :?ZrD,D _e8v12s A = >hG*=4oh u+6D| 1 3 4 5 %Q}(.h%M 5f0g7w =- 5 5 8 6 tV pXA'"!x U6H3T0# 9 11 12 5 q&6|uV])H WLVkrTvX 4 3 2 1 >PQ?|Uk V)5,E>;EN A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行) P&[&Dj
8sI$ A = z9
#- jyyig% 5 5 8 6 ^PJN$BJx ([rSYKpi 9 11 12 5 ;P8%yf `0_
Y| 4KB 这几种矩阵处理的方式可以相互叠代运用,产生各种意想不到的效果,就看各位的巧思和创意。 %yfl-c(u c`S+>: 小提示:在MATLAB的内部资料结构中,每一个矩阵都是一个以行为主(Column-oriented )的阵列(Array)因此对於矩阵元素的存取,我们可用一维或二维的索引(Index)来定址。举例来说,在上述矩阵A中,位於第二列、第三行的元素可写为A(2,3) (二维索引)或A(6)(一维索引,即将所有直行进行堆叠後的第六个元素)。 O<@L~S] K]yWpW 此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令: 9FNsW$b? [wQJVYv B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数 &AeNrtGu #k>A, B = &e*@:5Z:k ;+o6"ky5 5 8 # SJJ@SM ^liW*F"UY 9 12 "8U=0 a )xz_}6b] 5 6 DNqC*IvuzM %WmTG }L) 11 5 [C;Neslo mZ:#d;0 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。 1L7^g* '<ZHzDW@ MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开: 9Nv?j=*$ =h
~n5wQG x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10, $XkO\6kh o#z$LT1dY z = -^7
$HD fWri7|"0h 7.5000 bNm]h. mtE+}b@(!& 若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行: ]Z85%q^` ,jw`9a z = 10*sin(pi/3)* ... cQBc6eAi yUxz,36wZ sin(pi/3); *W,[k&;: j]R[;8g 若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who: gsa@ci =i;T?*@ who gnxD'1_ \>n[x;$ Your variables are: 4"!kCUB T
7qHw!) testfile x A+4Kj~`! Nvh&=%{g 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: l2dj GZk Y}Y~?kE>M| whos Q%J,:J kr
|k \ Name Size Bytes Class El
:%\hGy R2 J A(Hn A 2x4 64 double array '(N(k@>{ D~M R)z_p~ B 4x2 64 double array ]Ge>S?u -XwS?*O ans 1x1 8 double array g:G5'pZf oEFo7X`t x 1x1 8 double array &2q<#b J}#2Wy^{ y 1x1 8 double array #
kNp); U&a(WQV9& z 1x1 8 double array nvNF~)mu [*0M$4 Grand total is 20 elements using 160 bytes Zt=P 0 v.u 5% 使用clear可以删除工作空间的变数: hH%fWB2( fy|I3 clear A ,\#s_N7 ]\L+]+u~ A b^ [ z' +Kg }R5+ ??? Undefined function or variable 'A'. X6qgApyE koD}o^U# 另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不 到,但使用者可直接取用,例如: |90X_6( gOah5*Lj pi pQC|_T#u v'^}zO ans = 3.1416 @M'qi=s* <X1lq9 lW 下表即为MATLAB常用到的永久常数。 ozl!vf# kv &%qDi_UD 小整理:MATLAB的永久常数 i或j:基本虚数单位 Ze#DFe$ }Ya! [tX eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 ;)P=WS:= EYCZuJxv inf:无限大, 例如1/0 nan或NaN:非数值(Not a number) ,例如0/0 3Lq9pdM>2@ WXDo`_{R pi:圆周率 p(= 3.1415926...) suGd &eP| IXR'JZ?fH realmax:系统所能表示的最大数值 Em5,Zr_ cx&\oP realmin:系统所能表示的最小数值 E'(nJ s@y;b0$gk nargin: 函数的输入引数个数 GU/-L<g oayu*a. nargin: 函数的输出引数个数 ki/Cpfq40* 6KXW]a ` 1-2、重复命令 3G2iRr.o ;$gV$KB:xA 最简单的重复命令是for?圈(for-loop),其基本形式为: #M+_Lk3 *vEj\ for 变数 = 矩阵; 9PV+Kr!c5I EBz4k)@m 运算式; ^yq}>_ :M f8q!Q' end eMmNQRmH l"DHG`kb 其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。 r)K5<[\r _2{_W9k 举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence): >w,jaQ 3]9Rmx x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 H{S+^'5Y. ^~7Mv^A for i = 1:6, !IO\g"y~|% *FZav2]- x(i) = 1/i; ',t*:GBZCf 37Q8Yf_ end \@N~{72:k ,r]H+vWS 在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for?圈中,变数i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。我们可用分数来显示此数列: z\"
.(fIV n ]D io format rat % 使用分数来表示数值 #=33TvprR2 'g'RXC}D> disp(x) z/f._Z( #)twk`!^ 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 &NoA, `|7 %Q &'] for圈可以是多层的,下例产生一个16的Hilbert矩阵h,其中为於第i列、第j行的元素为 o$+R bM:4i1Z h = zeros(6); V+@ }dJS u~Po5W/i for i = 1:6, [6JDS;MIN [)GRP for j = 1:6, y %61xA`# D M+MBK
h(i,j) = 1/(i+j-1); _5~|z$GW v{uq end j%-Ems*H J@E]Fl end *i:8g( k3@d
=k disp(h) "c]9Q% GA[D@Wy 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 hif;atO .
_|=Btoo 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7
pV u[ X';qcn_^ 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 ,IqE<i!U .ve_If-Hg 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 Q<;EQb# n_RZ:<Gr 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 Y9<[n)>+ &dmIv[LU 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 qK#"uU8B ht ]n* 小提示:预先配置矩阵 在上面的例子,我们使用zeros来预先配置(Allocate)了一个适当大小的矩阵。若不预先配置矩阵,程式仍可执行,但此时MATLAB需要动态地增加(或减小)矩阵的大小,因而降低程式的执行效率。所以在使用一个矩阵时,若能在事前知道其大小,则最好先使用zeros或ones等命令来预先配置所需的记忆体(即矩阵)大小。 %aK[Yvo6 %N~c9B 7 =}tJ .d^8?vo 在下例中,for?圈列出先前产生的Hilbert矩阵的每一行的平方和: ecz-jZ!
` Y<VX.S2kf for i = h, jy5[K. m?B=?;B9# disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和 Kb<c||2Nh5 %M'`K end zNrn|(Y%Y XE<5( ?&eS }skL { >[ ]iX 1299/871 JWg.0d$hM mH ju$d 282/551 %#v$d X;6;v] 650/2343 #TR!x,Hc %po;ih$jr* 524/2933 sfw*_}y 6:B,ir
_ 559/4431 hDW_a y4 \9#f:8Q 831/8801 h~Z &L2V JcmMbd&B 在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。 mkyYs[ kJf0..J[#< 令一个常用到的重复命令是while?圈,其基本形式为: e4Y+u8gT |g^YD;9s. while 条件式; f:~G) 5~DKx7P!Z 运算式; 9(S=0< db_?da;!` end fcF| m5 K\xM%O? 也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while?圈改写如下: VgYy7\?p y< dBF[ x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 "'Fvt-<^S7 1z&"V}y i = 1; Qfy_@w] GiuE\J9i while i <= 6, i>h3UIx\ KP0(w(q x(i) = 1/i; vjm? X DeF`#a0E i = i+1; Ar/P%$Zfq 2'M5+[8y8 end leNX5 sX M=;csazN format short p7`9
d1n Y]`=cR`/" k}<H =#9#unvE! 1-3、逻辑命令 jJ<&!= fmv:vs /9 最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为: CckfoJ 9 &XCd2 if 条件式; >E4,zs@7t p2b~k[ 运算式; Gd\/n*j 8h|} Q _ end <BBzv-?D 420K6[ if rand(1,1) > 0.5, oP56f"BE( UYZC% $5x disp('Given random number is greater than 0.5.'); CXoiA"P 0H +nVR end dPpQCxf !+@70|gFF Given random number is greater than 0.5. |-{ Hy(9 @(6i 1Iwu9 ceks~[rP Wkk(6gS, 1-4、集合多个命令於一个M档案 yc7b%T*Y x{w|Hy 若要一次执行大量的MATLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在 MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m的M档案,包含一连串的MATLAB命令,那麽只要直接键入test,即可执行其所包含的命令: "u~` ZV( *(r9c(x a pwd % 显示现在的目录 cL4Go,)w :/][ n9J^ ans = >ZPu$=[W ol_\ " D:\MATLAB5\bin RZpjr !R hC<E4+5., cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录 Sb2_&5 ;t9_*)[ type test.m % 显示test.m的内容 Px?"5g#+ 1qn/*9W}= % This is my first test M-file. Lhg b g0ix" % Roger Jang, March 3, 1997 ;DZj.|Sj+ Pr%KcR ; fprintf('Start of test.m!\n'); M+ <SSi" p</t##]3ks for i = 1:3, '*`n"cC: #huh!Mn fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3); .HY,'oC. X04LAYY_u end GcO:!b*YMp e&ZTRgYdi fprintf('End of test.m!\n'); A9ld9R =$#5Ge]b test % 执行test.m zD8$DG8 o\Fv~^ Start of test.m! sEw ?349Bz /\Xe'& i = 1 ---> i^3 = 1 /03Wst wt@TR~a i = 2 ---> i^3 = 8 .@;5" 5'{QMnfB i = 3 ---> i^3 = 27
h1 "# Rd;t}E$ End of test.m! C{l-l`: UHfE.mTjM 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。 `]19}GK~xo vYLspZ;S 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: A`(Cuw-o JCZ&TK function output = fact(n) D2o|.e<r {uZ|Oog(p % FACT Calculate factorial of a given positive integer. Ax@7RJ|| 4C:dkaDq] output = 1; Ik5-ooZ&{ ~tW<]l7 for i = 1:n, 9"B;o *j1Skd.#At output = output*i; ' _K`1U _m
a;b<I/< end K!>3`[:I" $j(4FyH\ 其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可: ?6N\AM' BjjuZN& y = fact(5) /K+;HAUTn Ft :_6T% y = 120 dKchQsgCg trLxg H_Y (当然,在执行fact之前,你必须先进入fact.m所在的目录。)在执行fact(5)时, nddCp~NX =q"0GUei3 MATLAB会跳入一个下层的暂时工作空间(Temperary workspace),将变数n的值设定为5,然後进行各项函数的内部运算,所有内部运算所产生的变数(包含输入引数n、暂时变数i,以及输出引数output)都存在此暂时工作空间中。运算完毕後,MATLAB会将最後输出引数output的值设定给上层的变数y,并将清除此暂时工作空间及其所含的所有变数。换句话说,在呼叫函数时,你只能经由输入引数来控制函数的输入,经由输出引数来得到函数的输出,但所有的暂时变数都会随着函数的结束而消失,你并无法得到它们的值。 Fo
,8"m d|UH AX 小提示:有关阶乘函数 前面(及後面)用到的阶乘函数只是纯粹用来说明MATLAB的函数观念。若实际要计算一个正整数n的阶乘(即n!)时,可直接写成prod(1:n),或是直接呼叫gamma函数:gamma(n-1)。 L5&,sJz 4 #lLC-k MATLAB的函数也可以是递?式的(Recursive),也就是说,一个函数可以呼叫它本身。 P6v@
Sn Mj19;nc0I 举例来说,n! = n*(n-1)!,因此前面的阶乘函数可以改成递式的写法: l<"B[ eIPk$j{e function output = fact(n) NLgeBLB xw1,Wbu] % FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively. .'-t>(}v rg%m if n == 1, % Terminating condition B(-F|q\ VWCC(YRU|$ output = 1; <P Vmr2Jp" -/7@ A return; $'a]lR l,b_'
m@ end $K|2k7 n2F*a output = n*fact(n-1); :c[T@[ RC/&dB 在写一个递函数时,一定要包含结束条件(Terminating condition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的记忆体被耗尽为止。以上例而言,n==1即满足结束条件,此时我们直接将output设为1,而不再呼叫此函数本身。 }4Gn$'e cZt5;"xgr] ;:)u
rI? ~~ty9;KYL 1-5、搜寻路径 c8cGIAOY) fjQIuM 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: itO1ROmu M|$A)D1 path <(~geN Tl^)O^/ MATLABPATH k@9q5lu;T MY&?*pV) d:\matlab5\toolbox\matlab\general Lg6>\Z4 V F"c} d:\matlab5\toolbox\matlab\ops qMBEJ<o /q`f3OV" d:\matlab5\toolbox\matlab\lang :\1vy5 _
ck`$ ` d:\matlab5\toolbox\matlab\elmat J \I`# wmX * n'l d:\matlab5\toolbox\matlab\elfun _x7>d:C 3SOrM d:\matlab5\toolbox\matlab\specfun .ityudT< >P ygUY
d d:\matlab5\toolbox\matlab\matfun ). HnK r*ry8QA
d:\matlab5\toolbox\matlab\datafun 072`i46 )|S!k\^A d:\matlab5\toolbox\matlab\polyfun A^ry|4`3( PF;`mdi-, d:\matlab5\toolbox\matlab\funfun V ;M'd@ gf|&u4D d:\matlab5\toolbox\matlab\sparfun 9kU|?JE A Rjox` d:\matlab5\toolbox\matlab\graph2d 54&&=NVs| N5fMMi(O d:\matlab5\toolbox\matlab\graph3d `q1K%id s.@DI|Gnf d:\matlab5\toolbox\matlab\specgraph Ml,87fo bd.t|A d:\matlab5\toolbox\matlab\graphics x$V[xX "1$hfs d:\matlab5\toolbox\matlab\uitools ?u M2|Nk cz*Z/5XH d:\matlab5\toolbox\matlab\strfun =)XC"kUp a 1pa#WC d:\matlab5\toolbox\matlab\iofun pS)/yMlVj fYZ)5xnj d:\matlab5\toolbox\matlab\timefun ?-PW$p *ps")?tlC d:\matlab5\toolbox\matlab\datatypes Y!nE65 0SWec7G d:\matlab5\toolbox\matlab\dde c5tCw3$t nrI-F,1 d:\matlab5\toolbox\matlab\demos (K->5rSU p\/;^c`7 d:\matlab5\toolbox\tour .^*
.-8q mmgIV&P d:\matlab5\toolbox\simulink\simulink S4(lC%$| ^0&
d:\matlab5\toolbox\simulink\blocks pD%Pg5p` 4P}<86xk d:\matlab5\toolbox\simulink\simdemos pWXoJ0N djtCv;z d:\matlab5\toolbox\simulink\dee Q68q76 &p#.m"Oon d:\matlab5\toolbox\local V@Fj!/ Q+'QJ7fw'| 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: 8;]U:tv %,G0)t which expo {kgV3 [%> ue{0X\[P< d:\matlab5\toolbox\matlab\demos\expo.m qY$/i# zHvG3Ed@ 很显然c:\data\mlbook并不在MATLAB的搜寻路径中,因此MATLAB找不到test.m这个M档案: Vi1=
E]) D^9r#& which test WfE,U=e* 8yV?l7 c:\data\mlbook\test.m %JC-%TRWK li?RymlF 要将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径,还是使用path命令: c:MP^PWc h*9s^`9) path(path, 'c:\data\mlbook'); X8 (,
,>_ 9My
|G)M6 此时d:\mlbook已加入MATLAB搜寻路径(键入path试看看),因此MATLAB已经"看"得到 UFy"hJchO jN43vHm\Y9 test.m: L<**J\=7M X!%CYmIRb which test xr*hmp1 o3~ecJ?k c:\data\mlbook\test.m J2W: Q + 5:oW~
; 现在我们就可以直接键入test,而不必先进入test.m所在的目录。 ~ g \GC WM_wkvYl 小提示:如何在其启动MATLAB时,自动设定所需的搜寻路径? 如果在每一次启动MATLAB後都要设定所需的搜寻路径,将是一件很麻烦的事。有两种方法,可以使MATLAB启动後 ,即可载入使用者定义的搜寻路径: -_RMiGM?T hI{M?LQd 1.MATLAB的预设搜寻路径是定义在matlabrc.m(在c:\matlab之下,或是其他安装MATLAB 的主目录下),MATLAB每次启动後,即自动执行此档案。因此你可以直接修改matlabrc.m ,以加入新的目录於搜寻路径之中。 ],HF)21 pIy+3&\e; 2.MATLAB在执行matlabrc.m时,同时也会在预设搜寻路径中寻找startup.m,若此档案存在,则执行其所含的命令。因此我们可将所有在MATLAB启动时必须执行的命令(包含更改搜寻路径的命令),放在此档案中。 |i7j}i gE>_:s 每次MATLAB遇到一个命令(例如test)时,其处置程序为: AF}6O(C~ X>`e(1`_O 1.将test视为使用者定义的变数。 tGcp48R-:+ l|c# 2.若test不是使用者定义的变数,将其视为永久常数 。 E6
2{sA^ { ke}W 3.若test不是永久常数,检查其是否为目前工作目录下的M档案。 pLvvv#Y U!rhj&n 4.若不是,则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。 Rh:edQ# HH+$rrTT 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。 451TTqc 8MH ZWi 以下介绍与MATLAB搜寻路径相关的各项命令。 VgHVj)ir V9tG2mLf> n.{Ud\| $-zt,iRyV YM*{^BXp k/&~8l.$ 1-6、资料的储存与载入 n -P)X<\ Bg?f}nu7 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: ]D@_cxud3 3(De> gs$ save:将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案。 Hvto]~=GQ ^x8yWbrE 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。 2`XG"[@ gn>qd6P 以下为使用save命令的一个简例: IXaF(2> h#ogL-UU who % 列出工作空间的变数 .]_
(>^6 N<lO!x1[H* Your variables are: Lb2bzZbhx o\oS_f:RD B h j y bnb:4?d] y6bl&_ ans i x z \zA G#{ 'gDhi!h% save test B y % 将变数B与y储存至test.mat UQmdm$. aXAV`%b dir % 列出现在目录中的档案 YY\$lM h JVy-] . 2plotxy.doc fact.m simulink.doc test.m ~$1basic.doc \^$g%a uTgvMkO .. 3plotxyz.doc first.doc temp.doc test.mat 9"5J-a' FwB}@)3 1basic.doc book.dot go.m template.doc testfile.dat %s}c#n)N &Ff#E?Y4| delete test.mat % 删除test.mat 9ZbT41 JVPl\I 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: 0}a="`p#< sEQA C9M save filename x -ascii:将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。 8reis1]2S +j*h bG= Save filename x -ascii -double:将变数x以十六位数存到名为filename的ASCII档案。 73b(A|kQ@ \yIan<q 另一个选项是-tab,可将同一列相邻的数目以定位键(Tab)隔开。 r5h+_&v,M `Ap<xT0H 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。 }YiE}+VW| '&XL|_Iq 因此以副档名mat结尾的档案通常是MATLAB的二进位资料档。 \e89 >m IYIlab\TZ 若非有特殊需要,我们应该尽量以二进制方式储存资料。 x4$#x70? c7~+ 5 load命令可将档案载入以取得储存之变数: JDTlzu1hR %XX(x'^4 load filename:load会寻找名称为filename.mat的档案,并以二进制格式载入。若找不到filename.mat,则寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。load filename -ascii:load会寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。 7+!4pf {yo<19kV@ 若以ASCII格式载入,则变数名称即为档案名称(但不包含副档名)。若以二进制载入,则可保留原有的变数名称,如下例: h!k[]bt5 E}7@?o7u} clear all; % 清除工作空间中的变数 ZCP
r`H U3R;'80 f x = 1:10; r#svj*dn ,".1![b save testfile.dat x -ascii % 将x以ASCII格式存至名为testfile.dat的档案 }@Ap_xW 4=BIYC"Lu load testfile.dat % 载入testfile.dat >(>,*zP<9 fV b~j ; who % 列出工作空间中的变数 2P`Z>_ <'{*6f@n Your variables are: d`}t!]Gg Pv- i. testfile x RM\A$.5 Aoi) 11> 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。 } D'pyTf[ T?4pV# 1-7、结束MATLAB ^Z
dDs8j XfYMv38( 有三种方法可以结束MATLAB: =tk O^ MmI[: 1.键入exit })?t:zX#*
;rH< 2.键入quit F'~\!dNL $(3mpQAg 3.直接关闭MATLAB的命令视窗(Command window)
|
|