MATLAB是一款主要用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境的軟件。

一、MATLAB軟件的簡介：

MATLAB由美國mathworks公司所發(fā)布，主要應用方面是數(shù)值計算、可視化程序設計、交互式程序設計等高科技計算環(huán)境。

它集數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等各種十分強大的功于一個易于使用、便于觀察的視窗之內(nèi)，可以為科學研究與工程設計等工作以及其他需要進行有效數(shù)值計算的眾多科學任務提供了一種具體而又全面的解決方法。

同時，MATLAB還在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。

二、MATLAB的主要功能有以下幾個方面：

1、進行數(shù)值分析。

2、可以帶入數(shù)值和符號并進行相關計算。

3、在工程方面，還可以利用科學的方法繪制復雜精確的圖像。

4、運用于控制系統(tǒng)時，可以進行設計與仿真等內(nèi)容。

5、在面對數(shù)字圖像時，可以對圖像進行處理，編輯圖像的內(nèi)容。

6、可以對數(shù)字信號進行處理。

7、在通訊系統(tǒng)中，可以完成設計與仿真等任務。

8、除了工程領域之外，還可以應用于財務與金融工程的分析與仿真等工作。

Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學軟件。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C ，JAVA的支持。

1.軟件下載完畢后點擊“預設”——“字體”更改自己需要的頁面設置。

2.主頁中點擊“新建”——“腳本”。新建的腳本就是當前需要編輯的地方。

3.編輯完成之后按“Ctrl S”進行保存。

4.清除命令行窗口內(nèi)容，填寫“CLC”即可清除工作區(qū)內(nèi)容，在命令行窗口填寫“clear all”。

Matlab數(shù)據(jù)類型

Matlab data type

1.字符與字符串

1.Characters and strings

S=’a’ ’ ’中間所表示的所有內(nèi)容即為字符串

Abs(s) 表示為每個字符都有其對應的ASCII值

Char( ) 表示字符串

Num2str(65) 表示為數(shù)字65轉(zhuǎn)換成為’65’

Length(str) 表示為字符串長度【其長度包括空格鍵】

全世界數(shù)以百萬計的工程師和科學家都在使用 MATLAB® 分析和設計改變著我們的世界的系統(tǒng)和產(chǎn)品。基于矩陣的 MATLAB 語言是世界上表示計算數(shù)學最自然的方式?？梢允褂脙?nèi)置圖形輕松可視化數(shù)據(jù)和深入了解數(shù)據(jù)。歡迎您使用桌面環(huán)境進行試驗、探索和發(fā)現(xiàn)。這些 MATLAB 工具和功能全部進行了嚴格測試，可彼此配合工作。

MATLAB 可幫助您不僅僅將自己的創(chuàng)意停留在桌面。您可以對大型數(shù)據(jù)集運行分析，并擴展到集群和云。MATLAB 代碼可以與其他語言集成，使您能夠在 Web、企業(yè)和生產(chǎn)系統(tǒng)中部署算法和應用程序。

桌面基礎知識

在命令行上輸入語句并查看結(jié)果。

矩陣和數(shù)組

MATLAB 主要處理數(shù)組和矩陣，既可以整個處理，也可以部分處理。矩陣是指通常用來進行線性代數(shù)運算的二維數(shù)組。

數(shù)組索引

MATLAB 中的變量通常是可包含很多數(shù)字的數(shù)組。如果要訪問數(shù)組的選定元素，請使用索引。

工作區(qū)變量

工作區(qū)包含在 MATLAB 中創(chuàng)建或從數(shù)據(jù)文件或其他程序?qū)肫渲械淖兞俊?

文本和字符

為文本創(chuàng)建字符串數(shù)組，或為數(shù)據(jù)創(chuàng)建字符數(shù)組。

調(diào)用函數(shù)

MATLAB 提供了大量執(zhí)行計算任務的函數(shù)。要調(diào)用函數(shù)，請將其輸入?yún)?shù)括在圓括號中。

二維圖和三維圖

圖形函數(shù)包括二維和三維繪圖函數(shù)，用于以可視化形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和通信的結(jié)果。

編程和腳本

最簡單的一種 MATLAB 程序稱為腳本。腳本包含一系列命令和函數(shù)調(diào)用。

幫助和文檔

所有函數(shù)都有輔助文檔，這些文檔包含一些示例，并介紹函數(shù)輸入、輸出和調(diào)用語法。

矩陣和幻方矩陣

輸入矩陣，執(zhí)行矩陣運算并訪問矩陣元素。

表達式

使用變量、數(shù)字、運算符、函數(shù)和表達式。

輸入命令

更改輸出格式，隱藏輸出，輸入長行，以及在命令行中進行編輯。

索引

訪問矩陣元素，通過串聯(lián)創(chuàng)建矩陣，以及刪除矩陣行和列。

數(shù)組類型

使用多維數(shù)組，元胞數(shù)組，字符與文本數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)體。

線性代數(shù)

本主題介紹如何在 MATLAB 中創(chuàng)建矩陣和執(zhí)行基本矩陣計算。

非線性函數(shù)的運算

可以創(chuàng)建任何 MATLAB 函數(shù)的句柄，并將該句柄用作引用該函數(shù)的一種方式。函數(shù)句柄通常在參數(shù)列表中傳遞給其他函數(shù)，然后，其他函數(shù)可以使用該句柄執(zhí)行或計算相應函數(shù)。

多變量數(shù)據(jù)

MATLAB 對多變量統(tǒng)計數(shù)據(jù)使用列向分析。數(shù)據(jù)集中的每一列都代表一個變量，每一行都代表一個觀測值。第 (i,j) 個元素是第 j 個變量的第 i 個觀測值。

基本繪圖函數(shù)

使用繪圖函數(shù)創(chuàng)建和修改繪圖。

創(chuàng)建網(wǎng)格圖和曲面圖

可視化包含兩個變量的函數(shù)。

顯示圖像

使用圖像。

打印圖形

打印和導出圖窗。

處理圖形對象

可視化包含兩個變量的函數(shù)。

控制流

使用流控制結(jié)構(gòu)，包括 if、switch 和 case、for、while、continue 和 break。

腳本和函數(shù)

編寫腳本和函數(shù)，使用全局變量，向函數(shù)傳遞字符參數(shù)，使用 eval 計算文本表達式，向量化代碼，預分配數(shù)組，使用句柄引用函數(shù)，以及使用處理函數(shù)的函數(shù)。

基本運算與函數(shù)

在MATLAB下進行基本數(shù)學運算，只需將運算式直接打入提示號(>>)之後，并按入Enter鍵即可。例如：

>> (5*2+1.3-0.8)*10/25

ans =4.2000

MATLAB會將運算結(jié)果直接存入一變數(shù)ans，代表MATLAB運算後的答案(Answer)并顯示其數(shù)值於螢幕上。

小提示： ">>"是MATLAB的提示符號(Prompt)，但在PC中文視窗系統(tǒng)下，由於編碼方式不同，此提示符號常會消失不見，但這并不會影響到MATLAB的運算結(jié)果。

我們也可將上述運算式的結(jié)果設定給另一個變數(shù)x：

x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25

x = 42

此時MATLAB會直接顯示x的值。由上例可知，MATLAB認識所有一般常用到的加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)的數(shù)學運算符號，以及冪次運算(^)。

小提示： MATLAB將所有變數(shù)均存成double的形式，所以不需經(jīng)過變數(shù)宣告(Variabledeclaration)。MATLAB同時也會自動進行記憶體的使用和回收，而不必像C語言,必須由使用者一一指定.這些功能使的MATLAB易學易用，使用者可專心致力於撰寫程式，而不必被軟體枝節(jié)問題所干擾。

若不想讓MATLAB每次都顯示運算結(jié)果，只需在運算式最後加上分號(;)即可，如下例：

y = sin(10)*exp(-0.3*4^2);

若要顯示變數(shù)y的值，直接鍵入y即可：

>>y

y =-0.0045

在上例中，sin是正弦函數(shù)，exp是指數(shù)函數(shù)，這些都是MATLAB常用到的數(shù)學函數(shù)。

下表即為MATLAB常用的基本數(shù)學函數(shù)及三角函數(shù)：

小整理：MATLAB常用的基本數(shù)學函數(shù)

abs(x)：純量的絕對值或向量的長度

angle(z)：復 數(shù)z的相角(Phase angle)

sqrt(x)：開平方

real(z)：復數(shù)z的實部

imag(z)：復數(shù)z的虛 部

conj(z)：復數(shù)z的共軛復數(shù)

round(x)：四舍五入至最近整數(shù)

fix(x)：無論正負，舍去小數(shù)至最近整數(shù)

floor(x)：地板函數(shù)，即舍去正小數(shù)至最近整數(shù)

ceil(x)：天花板函數(shù)，即加入正小數(shù)至最近整數(shù)

rat(x)：將實數(shù)x化為分數(shù)表示

rats(x)：將實數(shù)x化為多項分數(shù)展開

sign(x)：符號函數(shù) (Signum function)。

當x<0時，sign(x)=-1;

當x=0時，sign(x)=0;

當x>0時，sign(x)=1。

> 小整理：MATLAB常用的三角函數(shù)

sin(x)：正弦函數(shù)

cos(x)：馀弦函數(shù)

tan(x)：正切函數(shù)

asin(x)：反正弦函數(shù)

acos(x)：反馀弦函數(shù)

atan(x)：反正切函數(shù)

atan2(x,y)：四象限的反正切函數(shù)

sinh(x)：超越正弦函數(shù)

cosh(x)：超越馀弦函數(shù)

tanh(x)：超越正切函數(shù)

asinh(x)：反超越正弦函數(shù)

acosh(x)：反超越馀弦函數(shù)

atanh(x)：反超越正切函數(shù)