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 (Fzh1# ^~qs-.? 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: oh~
vo! /dt!J
`: >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 jHH "GI&S% F ans =4.2000 vQmackY @z)tC@ 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。 ZT8Ji?_n G*i# \ 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。 { $/Fk6qr F9P0cGDs 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: 6bKO;^0 Hu8atlpo x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 v\(m"|4(i k(z<Bm x = 42 ^FM9} t/U, i
`QK'=h[ 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(^)。 gkML .u yj'' \ 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。 XYHCggy ?w37vsN 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: ^[}0&_L
w _~ZQ b y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); k>&s(b DJYXC,r 若要显示变数y的值,直接键入y即可: N~;
khS] .(7C)P{.0 >>y 6~h1iY_~ w<~<(5mM5; y =-0.0045 !N8)C@= {IPn\Bka 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。 E`uaE=Mdq _SIs19"lR 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: bI]UO) ?3,64[ 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 i\Pr3
7
" .aismc`= abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 8jjk?PUD8 KtUGI.X angle(z):复 数z的相角(Phase angle) j&[.2PW\ $;2eH sqrt(x):开平方 u@bOEcxK #i +P(xV real(z):复数z的实部 <a+eF}*2 < [S1_2b.t imag(z):复数z的虚 部 I*W9VhIOV &@W4^-9 conj(z):复数z的共轭复数 E]H l0caP( round(x):四舍五入至最近整数 1x\VdT n-y^7'v fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 pcuMGo-# ci,o8 [Y floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 fmnRUN= t ?9;cS4 ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 )7I.N]= TDl!qp @ rat(x):将实数x化为分数表示 D]pK=247 jA-5X?!In rats(x):将实数x化为多项分数展开 iM/*&O} ayH%
qp sign(x):符号函数 (Signum function)。 x0u?*5-t ^A11h6I 当x<0时,sign(x)=-1; V#zhGAMy. /OhaERv 当x=0时,sign(x)=0; 6VH90KAT 'HQ7
|Je 当x>0时,sign(x)=1。 2H?I'<NoC kMl @v` > 小整理:MATLAB常用的三角函数 +EST58 HzD> -f sin(x):正弦函数 ^_*jp[!`b$ x2j/8]'o cos(x):馀弦函数 5vs`uUzr >9o,S3 tan(x):正切函数 mJ8{lXq3! iot.E%G asin(x):反正弦函数 O1x0[sy y:g7'+c acos(x):反馀弦函数 ]RH=s7L ;Cr_NP[8|j atan(x):反正切函数 ,bZ"8Z"lss =2RhPD atan2(x,y):四象限的反正切函数 zG-_!FIn U^M@um M sinh(x):超越正弦函数 a%7"_{s1 ?%\mQmjas cosh(x):超越馀弦函数 ~K5Cr vp\PYg;x tanh(x):超越正切函数 *[d~Nk%Y$ n!0${QVnS asinh(x):反超越正弦函数 ~vW)1XnK Lnh':7FQJx acosh(x):反超越馀弦函数 -`zG_]=- $ZQlIJZ atanh(x):反超越正切函数 G$;>ueM ./ "mn3U 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: l `fW{lh tWpl`HH x = [1 3 5 2]; `pP9z;/Xq =4frP*H? y = 2*x+1 8ivRp<9 'RDWU7c9] y = 3 7 11 5 0zeUP{MQ uk`T+@K 小提示:变数命名的规则 KqN!?anPr r_4TtP&UW 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 #V<`U:. kx|me~I
我们可以随意更改、增加或删除向量的元素: yB-.sGu 84iJ[Fq{ y(3) = 2 % 更改第三个元素 x Z|&/Ci EKcC+g y =3 7 2 5 ^Vag1(hdq |.1qy,|!X y(6) = 10 % 加入第六个元素 E9^(0\Z
I e Wc_ N y = 3 7 2 5 0 10 E;9Z\?P 4Z*|Dsw y(4) = [] % 删除第四个元素, %/P=m-K O[; +i y = 3 7 2 0 10 E::L?#V jyNb(Z 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: W&<g} N+ h]qT1(I 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 3f_i1|>)' a]`itjL^ ans = 9 ^rL,&rk dY1J<L}") y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算 /^J2B8y .\$Wy$ d ans = 6 1 -1 Z*9L'd"D| WS5A Y @(~ 在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量 6A}eSG3 xFOBF") !;i*\
a h9)RJSF4 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 sN-oEqS LaDY`u0G% 小整理:MATLAB的查询命令 \[cH/{nt [ dGO,ndE 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。) NW)M?f+6 sD2
^_w6j 将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector): 9X3yp:>V q'.;W@m z = x' N*f^Z#B] h77IWo6% z = 4.0000 Lj iI+NJ Fqo&3+J4 5.2000 0F^]A"kF #'C/Gya 6.4000 BH5w@
P&mtA2 7.6000 !Vb,zQ Q? qjWZY 8.8000 >&1um5K h`lmC]X_ 10.0000 %bXsGPB m`c#:s'_ 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: [@<G+j }C_|gd length(z) % z的元素个数 ]/_G-2.R v{.\iIg N ans = 6 &
N;pH @HvScg*Y max(z) % z的最大值 {|XQO'Wg Q3,=~}ZNK ans = 10 \dTQQ awFhz 6 min(z) % z的最小值 Jh?z=JY :c=v} ans = 4 "7d.i(vw Y9tV% 小整理:适用於向量的常用函数有: H UkerV )tD6=Iz^5 min(x): 向量x的元素的最小值 ~0ooRUWU7 Ft)
lp>3gv max(x): 向量x的元素的最大值 tOM(U-7Z& H}
6CKP} mean(x): 向量x的元素的平均值 ]~8v^A7u /[iG5~G median(x): 向量x的元素的中位数 E=kw)<X2 -w ~(3( std(x): 向量x的元素的标准差 .H2qs{N! ?q!FG( diff(x): 向量x的相邻元素的差 ~:EW>Fq%i O3Uh+gKQ sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) ,1
P[ ~ezCu_ length(x): 向量x的元素个数 /$:U$JVb?l J$QBI&D norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 HIGNRm q{E"pyt36R sum(x): 向量x的元素总和 O:^'x*} ?/'}JS(Sm prod(x): 向量x的元素总乘积 )* TF" Sl>>SP cumsum(x): 向量x的累计元素总和 jV^C19 EZib1g&:R/ cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 [@3SfQ b+@D_E-RJ dot(x, y): 向量x和y的内 积 ^i'y6J ZPyM>XK$4 cross(x, y): 向量x和y的外积 (大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。) Q0~j$Jc +9[SVw8 <GF @L /K|:9Q$K6 Uo6(|mm w^{!U 若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例: .GCR!V q8sbn A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; [bjN
f2 cJ/]+|PQ A = [M:S`{SbY -;pOh;WG 1 2 3 4 ,w2WS\`% })[($$f/ 5 6 7 8 I4D<WoU;dJ 1b3( 9 10 11 12 c!Dc8=nE0m 73
V"s 同样地,我们可以对矩阵进行各种处理: PLdn#S}. *eUc.MX6x A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值 VT=K"`EpQ fg&eoI'f A = -(IC~ =g~j=v,e 1 2 3 4 ~R.dPUr Ld(NhB'7 5 6 5 8 m^I,}1H4 w`gyE
6A 9 10 11 12 +\`rmI kus}WJ B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵B |!LnAh jN/ j\x' B = 5 6 5 ssl&5AS @6&JR<g*t A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A 1R*=.i%W 'jvpNn A = 3nFt1E
n?E}b$6 1 2 3 4 5 CWlW/>yF
B |LmSWy*7 5 6 5 8 6 G7-!`-Nk ?)i1b\4Go 9 10 11 12 5 -BhTkoN) 4#)6.f~ A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列) P5?<_x0v4b Acu@[I^ A = 'fY9a(Xt. [ee30ELn 1 3 4 5 3~%!m<1: _x % 1 F 5 5 8 6 ]b}B2F'n =u|~
<zQw 9 11 12 5 4%_M27bu[ r:9gf?(& A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列 $j*Qo/xd #jS[ A = ;/sHWI
f+Z CAgaEJhX3 1 3 4 5 -t3i^&fj8 S>f&6ZDNY( 5 5 8 6 fgCT!s7z P!<[U!<hH 9 11 12 5 ngyY KCtX$XGL 4 3 2 1 1;wb(DN*c '6S %9ahE A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行) {-WTV"L5*2 C-SLjJw A = ;BBpN`T ([LIjaoi 5 5 8 6 -[]';f4]M Jqfm@Y 9 11 12 5 ]P1YHw9 oNYZIk: 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。 h?j_Ry >i~^TY-& 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)。 K=\&+at1 ?<~WO? 此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令: b^Cfhy^RTq x$B&L`QV B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数 Pil;/t)" lLiQ ;@ B = nSS=%,? BD*G1k_q 5 8 2\@Z5m3B M-MKk:o 9 12 Qv{,wytyO QLr9dnA 5 6 tT5pggml {fz$Z!8- 11 5 KIus/S5
RC YfDWM7x7, 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。 eegx'VSX4 E1*QdCV2 MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开: qd6fU^)i Pe$6s:|NS x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10, #oV+@D` <z0WLw0'z z = V|FrN*m bToq$%sCg 7.5000 yyP-=Lhmo= GP,<`l& 若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行: |>1hu1 npH?4S-8G z = 10*sin(pi/3)* ... %SA!p; wAF,H8 -DK sin(pi/3); -5Utlos 0Y?H0 若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who: A
Y9
9!p tP(h9|[N who 2QUx&u: ls|LCQPx Your variables are: M+Uyb7 h @/;`E[ testfile x V3s L; ;JTt2qQKo 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: <$i4?)f( wL{qD whos Uems\I0 NiSO'=y$n Name Size Bytes Class @WOM#Kc l-)Bivoi A 2x4 64 double array #h'@5 l k$"d^*R B 4x2 64 double array QMp rv*i *l+Cl%e ans 1x1 8 double array [r-}bp'Gp \caH pof x 1x1 8 double array ^DAu5 |--R eSy(~Y y 1x1 8 double array 0^l%j 8/ ;_"U "?h_J z 1x1 8 double array *yaw$oB %J7UP4 Grand total is 20 elements using 160 bytes m7jA
,~O ERz;H!pU8 使用clear可以删除工作空间的变数: \k@$~}xD, < n?=|g clear A f`$Gz -j`LhS~| A \~DM Le#spvV3J| ??? Undefined function or variable 'A'. FfFak@H 2}WDw>V 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: m#5_%3T
"lVqU pi -4 Ux,9& &0
\
ci9o ans = 3.1416 I0Ia6w9 TwahR:T 下表即为MATLAB常用到的永久常数。 dQ:cYNm `'4)q}bB 小整理:MATLAB的永久常数 i或j:基本虚数单位 N|Cs=-+ oh-|'5+,;h eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 w=_Jc8/. i'HQQWd inf:无限大, 例如1/0 nan或NaN:非数值(Not a number) ,例如0/0 pV\YG B+ S\x=&R z pi:圆周率 p(= 3.1415926...) URTzX
2'[ >,5i60Q realmax:系统所能表示的最大数值 L8$1K &! \OwpD,' realmin:系统所能表示的最小数值 1y"3 b$JBL_U5Ch nargin: 函数的输入引数个数 aMuVqZw 5er@)p_ nargin: 函数的输出引数个数 ERMa# L FQsUm?ac: 1-2、重复命令 \Sy7"a c4mh EE- 最简单的重复命令是for?圈(for-loop),其基本形式为: KG9t3<-` eEw.'B for 变数 = 矩阵; |(R5e rNN
j0zw> 运算式; J./d!an ocR dbmS end MmoR~~* Y%`SHe7M 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。 Z*!O:/B @tT-JwU 举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence): wxQ>ifi9Z al^!,ykc x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 |`O5Xs1{B hvV_xD8| for i = 1:6, 4vZ4/#(x YV'pVO'_+ x(i) = 1/i; |`rJJFA ~W#sTrK end n> w`26MMp B;#J"6w 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: :<S<f% ]/2T\w.< format rat % 使用分数来表示数值 _=f=f cl z}4L=KR\v disp(x) S6i@"h5 2a=sm1? 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 qv2!grp]*W 1+kE!2b;b 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 ;@mRo`D` B|=|.qp$) h = zeros(6); [3/VCYje %Q"(/jm? for i = 1:6, v1G"3fy9 $hrIO+ for j = 1:6, r`'y?Bra; "9y(
} h(i,j) = 1/(i+j-1); C}}/)BYi ??qq: `s end jQs>`P-CM yJx?M end W#w.h33)#6 F3U` ueP disp(h) 9i$NhfOe T/r#H__` 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 ^-)txC5{T %8.J=B 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 Q\Kx"Y3i N#xG3zZl|N 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 CON0E~" 1`bl&}6l|E 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 -1|iz2^N A#h /B+ 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 T Eu'*>g ;T +pu>) 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 (<*e E; Y;r" 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。 f2I6!_C!+ 95W?{>
@ ~g;
JC?N_kP%W 在下例中,for?圈列出先前产生的Hilbert矩阵的每一行的平方和: wEW4gz{s Vy<HA* for i = h, X|LxV] sq /]wzT: disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和 *>8ce-PV C#pZw[ end Ucw yxXI :nY2O tB7}|jC GwU?wIIj^ 1299/871 WCJxu}! F/c$v 282/551 Y5q3T`xE qO1tj'U< 650/2343 vxQ8t!-u {LzH&qu 524/2933 B@YyQ' YGvUwj'2a 559/4431 ^D^JzEy'?C WG71k8af 831/8801 @F*wg QnouBrhO 在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。 eW'2AT?2H% *u6Y8IL1 令一个常用到的重复命令是while?圈,其基本形式为: /t<@"BoV d%@~mcH> while 条件式; gR^>3n' [%A4]QzWh 运算式; ]q5`YB%_ 4\ c,)U} end MTGiAFE BI?@1q}: 也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while?圈改写如下: V&]DzjT/ RkeltE~u x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵 Uggw -sRU ?']h%'Q
i = 1; p{dwZ_gl
%6%<?jZ while i <= 6, T^<>Xiam ^rl"rEA x(i) = 1/i; Q:C$&-$ S/ywA9~3Q i = i+1; >kZ57, 2?C`4AR[2H end #%@*p,xh DHC+C4 format short \<0B 1m iZ3W"Vd`b hG~reVNf |wE3UWsy 1-3、逻辑命令 OYC_;CP YNrp}KQ 最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为: }V;+l8 Dq@2-Cv if 条件式; SHb(O<6 $2DuB 运算式; ~9\WFF/ 6pOx'u>h+ end Nr<`Z m4E)qCvy if rand(1,1) > 0.5, RyB~Lm`ZK% ^[-el=oKn0 disp('Given random number is greater than 0.5.'); tGdf/aTjy XNMa0 end Do%-B1{ri 9vNkZ-1 Given random number is greater than 0.5. D'l5Zd \AUI|M;' Xb
!MaNm) I]"96'|N 1-4、集合多个命令於一个M档案 9z;HsU v ;|p$\26S)% 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: -7uwOr H2xeP%;$ pwd % 显示现在的目录 F;lI+^}} h0oMTiA ans = +`M!D }! "1q>At D:\MATLAB5\bin j6~nE'sQ p47S^gW cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录 e7fiGl `u!l3VZ/4 type test.m % 显示test.m的内容 ffXyc2o {*ZY(6^ % This is my first test M-file. UmnE@H"t$\ U`Jy!x2m % Roger Jang, March 3, 1997 g>d;|sK iz(u=/*\ fprintf('Start of test.m!\n'); ``,k5!a66\ +#b:d=v! for i = 1:3, dLsn\m> c(co\A.]:6 fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3); Sx:Ur>?hd5 =z?%;4'| end OX%MP!#KU Iq+>qX fprintf('End of test.m!\n'); kpbm4t 3Y)PU= test % 执行test.m @cRZk`|1n y~
G.V,0 Start of test.m! +5.t. d HIGq%m=-x i = 1 ---> i^3 = 1 S.B<pjgt @`-[;?> i = 2 ---> i^3 = 8 J`IDlGFYp k+V6,V)my i = 3 ---> i^3 = 27 FVv8-- 04J}UE]Ww End of test.m! =.|J!x T,fI BD: 小提示:第一注解行(H1 help line) test.m的前两行是注解,可以使程式易於了解与管理。特别要说明的是,第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。举例来说,test.m的第一注解行包含test这个字,因此如果键入lookfor test,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含test的M档案,因而test.m也会被列名在内。 #U=X NU}k 9p 4"r^ 严格来说,M档案可再细分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前述的test.m即为命令集,其效用和将命令逐一输入完全一样,因此若在命令集可以直接使用工作空间的变数,而且在命令集中设定的变数,也都在工作空间中看得到。函数则需要用到输入引数(Input arguments)和输出引数(Output arguments)来传递资讯,这就像是C语言的函数,或是FORTRAN语言的副程序(Subroutines)。举例来说,若要计算一个正整数的阶乘 (Factorial),我们可以写一个如下的MATLAB函数并将之存档於fact.m: '`Bm'Dd T9 <2A1 function output = fact(n) (vR 9H(# [md u!!* % FACT Calculate factorial of a given positive integer. EA.D}X C vN4Qdpdb output = 1; Vh3Ijn 2;L|y._`w for i = 1:n, <J(sR TUT][
=.= output = output*i; q;5i4| e98lhu"|H end jUj<~:Q}3o @4%L36k 其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可: GN#<yv$av b1pQ`qt y = fact(5) x\?;=@AW c4e_6=Iv y = 120 L_Q#(in |vte=)% (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, Z') pf JB</euyV 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。 dAP|:&y@ It_M@ 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)。 {)- .xG g#NZ ,~ 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。 53 QfTP sGY_{CZ: 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: w.Ezg j 2)?(R;$, function output = fact(n) 6{x,*[v DfJ2PX}q % FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively. [LT^sb ogM%N if n == 1, % Terminating condition ]!:oYAm E}CiQUx output = 1; E< 4l#Z< f0+2t.tj return; @vgG1w n<Svwa} end |(
(zTf 8pM>Co! output = n*fact(n-1); DPe]daF /9Q3iV$I] 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。 CZ2`H[8 RVtQ20e";r -7WW[
w Nd:R"
p*8 1-5、搜寻路径 ->-*]-fv[L < (RC|? 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: :&}odx!-!C ZWc+),X path W[[oSqp q<e&0u4
MATLABPATH +]>+a<x*% ZZ/cq:3$ P d:\matlab5\toolbox\matlab\general ;S$Ll*f>D 5OM?3M d:\matlab5\toolbox\matlab\ops zHB_{(o7 ocwG7J\W d:\matlab5\toolbox\matlab\lang !=Y;h[J.p RnVtZ#SCh d:\matlab5\toolbox\matlab\elmat C`oa3B,z rgIrr5 d:\matlab5\toolbox\matlab\elfun +5<k-0v sfp,Lq` d:\matlab5\toolbox\matlab\specfun G"
b60RQ UbJ*'eoX d:\matlab5\toolbox\matlab\matfun >QQ(m\a$ m:tiY
[c>W d:\matlab5\toolbox\matlab\datafun /rB{[zk Mro4`GL d:\matlab5\toolbox\matlab\polyfun \`'KlF2 4}v@C|.p d:\matlab5\toolbox\matlab\funfun bTmL5}n
&'|B =7 d:\matlab5\toolbox\matlab\sparfun *#>F.#9 WiNT;v[ d:\matlab5\toolbox\matlab\graph2d p?(L'q"WK CF
y}r(q d:\matlab5\toolbox\matlab\graph3d fT:}Lj\L1 .W\ve>; d:\matlab5\toolbox\matlab\specgraph O[~x_xeW Ar9nBJ` d:\matlab5\toolbox\matlab\graphics >hMUr*j !&kL9A). d:\matlab5\toolbox\matlab\uitools /z."l!u6 .;/L2Jv d:\matlab5\toolbox\matlab\strfun `%K`gYhG1 m/&i9A d:\matlab5\toolbox\matlab\iofun :LJ7ru2 <~Qi67I d:\matlab5\toolbox\matlab\timefun -xmf'c9P '3tw<k!1{. d:\matlab5\toolbox\matlab\datatypes Gu(lI ~ ;~ 4k7Uz d:\matlab5\toolbox\matlab\dde W+>wu%[L ,#u\l>&$ d:\matlab5\toolbox\matlab\demos q?{}3 dPC ( `' 8Ww d:\matlab5\toolbox\tour O_@2;iD^^ @_'OyRd8 d:\matlab5\toolbox\simulink\simulink eBB:~,C^q. _]#klL d:\matlab5\toolbox\simulink\blocks M.%shrJ/ PB'0?b}fab d:\matlab5\toolbox\simulink\simdemos _"f :` <dR,' d:\matlab5\toolbox\simulink\dee R|,7d:k .:1qK<vz d:\matlab5\toolbox\local 64ox jF) HQVh+ ( 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: VC&c)X $N+6h# which expo CDg AGy zok D:c d:\matlab5\toolbox\matlab\demos\expo.m y).P=z V%
axeqs 很显然c:\data\mlbook并不在MATLAB的搜寻路径中,因此MATLAB找不到test.m这个M档案: A=3HO\n5 H3FW52pjX which test GG-[`!>.pw 'w<BJTQIL c:\data\mlbook\test.m ?T*";_o,B 6vz1*\:H~ 要将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径,还是使用path命令: !e8i/!}^S x!{ path(path, 'c:\data\mlbook'); )^; DGzG vE\lp8j+ 此时d:\mlbook已加入MATLAB搜寻路径(键入path试看看),因此MATLAB已经"看"得到 CMVS W6 \ElX~$fS test.m: Dx+K+( 3;/?q which test w+UV"\!G)Q SE `l(-tL c:\data\mlbook\test.m X-Ycz 5? H~9=&p[Q 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。 2R@%Y/ H^(L90 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: #}o<v|; mvTb~) 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。 RsSXhPk? xPQL?. 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。 zXre~b03ZS y4F^|kS) [ 每次MATLAB遇到一个命令(例如test)时,其处置程序为: l1-HO !Yh}H<w0 1.将test视为使用者定义的变数。 'U)8rR K5flit4- 2.若test不是使用者定义的变数,将其视为永久常数 。 DX@}!6|T Yo2Trh 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。 Y6eEGo"K.+ rz6jx 4.若不是,则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。 o/JPYBhdl f=ib9WbR# 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。 njMLyT($ 5u,sx664 以下介绍与MATLAB搜寻路径相关的各项命令。 rSyaZ6# :kp0EiJ k>{-[X,/OV Y><(? R<g =\XO'y BX$hAQ(6Q 1-6、资料的储存与载入 {wu!6\:<?? 1g i}H) 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: D44I"TgqD ^Kw(&v save:将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案。 C4_t_N 4(m3c<'P 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。 {HuLuP0t cdsQ3o 以下为使用save命令的一个简例: dofR)"<p,^ Y n>{4BZ># who % 列出工作空间的变数 n4*'B* liG~y| Your variables are: P%!q1`Eke( tJ>d4A;8x B h j y jr1Se9u D AIfk"2 ans i x z ^'Zh;WjI7 N7B}O*; save test B y % 将变数B与y储存至test.mat m/N(%oMWB= ^K>pT}u dir % 列出现在目录中的档案 uN&M\( o}R|tOe . 2plotxy.doc fact.m simulink.doc test.m ~$1basic.doc Kz^ hQd )fR1n}# .. 3plotxyz.doc first.doc temp.doc test.mat bVOO) zf")|9j 1basic.doc book.dot go.m template.doc testfile.dat +}]wLM}\UF 1
'%-y delete test.mat % 删除test.mat V9]uFL 5oa]dco 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: Z{16S=0 m[#%/ save filename x -ascii:将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。 <on)"{W13 Q
}8C Save filename x -ascii -double:将变数x以十六位数存到名为filename的ASCII档案。 &@Yoj %% [M2Dy{dh 另一个选项是-tab,可将同一列相邻的数目以定位键(Tab)隔开。 +{bh 6KBHRt 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。 N>T=L0` vev8l\ 因此以副档名mat结尾的档案通常是MATLAB的二进位资料档。 w5=EtKTi Ae3#>[]{ 若非有特殊需要,我们应该尽量以二进制方式储存资料。 ^f"&}%" M vKV{
$| load命令可将档案载入以取得储存之变数: 3g+\?L-c 'jwTGT5x load filename:load会寻找名称为filename.mat的档案,并以二进制格式载入。若找不到filename.mat,则寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。load filename -ascii:load会寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。 xKisL=l6Y
pe|\'<>i 若以ASCII格式载入,则变数名称即为档案名称(但不包含副档名)。若以二进制载入,则可保留原有的变数名称,如下例: zkvH=wL &A#90xzF clear all; % 清除工作空间中的变数 l9,w>]s uof0Oc. x = 1:10; -kt1t@O ob)D{4B' save testfile.dat x -ascii % 将x以ASCII格式存至名为testfile.dat的档案 A'w2GC{. uFa-QG^Y{ load testfile.dat % 载入testfile.dat lK 9s0t' /Ir 7
DZK who % 列出工作空间中的变数 !vi4*
@: ~MD><w> Your variables are: ~n)]dFy a:wJ/ p testfile x VdYOm +._f.BRmX. 注意在上述过程中,由於是以ASCII格式储存与载入,所以产生了一个与档案名称相同的变数testfile,此变数的值和原变数x完全相同。 J78Qj[v S:DcfR=a 1-7、结束MATLAB :1%VZvWk* y;*My# 有三种方法可以结束MATLAB: </~1p~=hAt P[r}(@0rJ 1.键入exit %Gnd"SGs Ni/|C19Z 2.键入quit
}qTv&Z3$ `\6 +z 3.直接关闭MATLAB的命令视窗(Command window)
|
|