MATLAB基础函数命令

1. 常用命令

dir:列出当前目录下的所有文件

clc:清除命令窗

clear all:清除环境(从内存中清除所有变量)

who:将内存中的当前变量以简单形式列出

close all: 关闭所有的 Figure 窗口

2. 变量设置

(1).变量命名

MATLAB 的变量名以字母打头,后最多可跟 19 个字母或数字,如 x,y,ae3和d3er45 等都是合法的变量名,不能使用内部函数或命令名作为变量名。

MATLAB 中的变量名区分大小,ab 与 Ab 表示两个不同的变量。

(2).变量赋值

l  表达式赋值

>>a=(100*0.02)/4.0

a=0.0500

l  矩阵赋值

数值通常按行输入,行之间用分号隔开。

>>  C=[-1,0,0;1,-1,0;0,0,2];(省略最后的分号,MATLAB 会回显矩阵值)

l  通过引用特定的位置可以单独改变某个矩阵元素

  如 S=[5, 6, 4],用命令 S(2)=8 把矩阵 S 的第二个元素值由 6 改成 8。

l  可以引用已定义的矩阵,重新定义一个新矩阵。

  如 S=[5,6,4],可定义一个新矩阵。

  >>B=[3 S 2]

  B=3 5 6 4 2

3. 整数操作

l  fix(x):截尾取整

  >> fix( [3.12 -3.12])

  ans =3      -3

l  floor(x):不超过 x 的最大整数(高斯取整)

   >> floor( [3.12 -3.12])

  ans =3    -4

l  ceil(x) :大于 x 的最小整数

  >> ceil( [3.12 -3.12])

     ans = 4  -3

4. 随机序列常用命令

l  rand:均匀分布随机矩阵

  rand              %无变量输入时只产生一个随机数

  y= rand(n)       %生成 n×n 随机矩阵,其元素在(0,1)内

  y = rand(m,n)    %生成 m×n 随机矩阵,其元素在(0,1)内

l  randn:正态分布随机矩阵

  randn              %无变量输入时只产生一个正态分布随机数

  y= randn(n)       %生成 n×n 正态分布随机矩阵

  y = randn(m,n)   %生成 m×n 正态分布随机矩阵

l  randsrc:

       randsrc            %无变量输入时只产生一个随机数 1 或者-1

       y= randsrc(n)        %生成 n×n 随机数组,其元素为 1 或者-1

       y = randsrc(m,n)   %生成 m×n 随机数组,其元素为 1 或者-1

5. 矩阵常用操作命令

MATLAB 的基本单位是矩阵,掌握矩阵的输入、各种数值运算以及矩阵函数是学好 MATLAB 的关键。

(1).矩阵的输入

直接输入创建矩阵

  以“[”和“ ]”作为首尾,同行的元素用“,”或空格隔开,不同行的元素用“;”或按 Enter 键来分隔;

  矩阵的元素可以是数字也可以是表达式,如果是数值计算,表达式中不可包含未知变量。

用矩阵函数来生成矩阵

  MATLAB 提供了大量的函数来创建特殊矩阵,表 1.1 给出 MATLAB 常用的矩阵函数。

表 1.1 Matlab常用矩阵函数

函数名称

函数功能

zero(m,n)

m 行 n 列零矩阵

eye(n)

n 阶方矩阵

ones(m,n)

m 行 n 列元素为 1 的矩阵

rand(m,n)

m 行 n 列随机矩阵

randn(m,n)

m 行 n 列正态随机矩阵

magic(n)

n 阶魔方矩阵

(2).操作符的说明

 

j:k                   表示步长为 1 的等差数列构成的数组:[j, j+1, j+2,…, k]。

j:i:k                表示步长为 i 的等差数列构成的数组:[j,j+i,j+2*i,…, k]。

A(i:j)              表示 A(i),A(i+1),…,A(j)。

 

(3).对矩阵元素的操作

设 A 是一个矩阵,则在 MATLAB 中用如下符号表示它的元素:

A(i,j)    表示矩阵 A 的第 i 行第 j 列元素。

A(:,j)    表示矩阵 A 的第 j 列。

A(i,:)    表示矩阵 A 的第 i 行。

A(:,:)    表示 A 的所有元素构造 2 维矩阵

A(:)                表示以矩阵 A 的所有元素按列构成的一个列矩阵。

A(i)                表示矩阵 A(:)的第 i 个元素。

[ ]                   表示空矩阵。

 

(4).矩阵的运算

 

A+B:矩阵加法

A-B:矩阵减法

A*B:矩阵乘法

A’:A 的转置

k*A:数 k 乘以 A

det(A):A 的行列式

rank(A):A 的秩

 

(5).数组

在MATLAB 中数组是一行或者一列的矩阵,对矩阵输入、修改和保存都适用于数组,同时 MATLAB 还提供了一些创建数组的特殊指令。

特殊数组的创建

linspace(a,b,n)        给出区间[a,b]的 n 个等分点数据

数组运算

数组运算除作为 1×n 的矩阵应遵循矩阵的运算规则外,MATLAB 中还为数组提供了一些特殊的运算: 乘法为:.*   ,乘幂为:.^ 。数组运算强调元素对元素的运算。

6.位操作

bitand:按位与

  C=bitand(A,B)命令将返回两个非负整数数组 A 和 B 的相应元素按位与操作的结果。

  为了确保 A 和 B 的元素都是整数,可以使用 ceil、fix、floor 和 round函数来生成 A 和 B。

bitor:按位或

  C=bitor(A,B)命令将返回两个非负整数数组 A 和 B 的相应元素按位或操作的结果。

  为了确保 A 和 B 的元素都是整数,可以使用 ceil、fix、floor 和 round 函数来生成 A 和 B。

bitxor:按位异或

  C=bitxor(A,B)返回两个非负整数数组 A 和 B 的相应元素进行按位异或的结果,为了确保 A 和 B 的元素都是整数,可以使用 ceil、fix、floor 和 round 函数来生成 A 和 B。

l bitset:设置指定位的值

  C=bitset(A,bit,v)命令将 A 中元素第 bit 位设为 v,其中 v 必须为 0 或 1,A 中的元素必须为非负整数,bit 必须为 1 到 A 中元素浮点整数表示法的位数之间的一个数字。

l bitget:获取指定位的值

  C=bitget(A,bit)命令将返回 A 中元素用 bit 指定位的值,A 中的元素必须为非负整数,bit 必须为 1 到 A 中元素浮点整数表示法位数之间的一个数字。

7. 绘图操作

1)图形标注

  title(‘string’,’属性名’,’属性值’,…) —— 给图形加标题

  xlabel (‘string’,’属性名’,’属性值’,…) —— 给 x 轴加标注

  ylabel (‘string’,’属性名’,’属性值’,…) —— 给 y 轴加标注

  legend (‘string1’,’string2’,…)—— 添加图例,其顺序对应于绘图指令中的顺序 axis ([xmin,xmax,ymin,ymax])—— 控制坐标轴的刻度范围

2)二维图形

plot(x,y)

  功能:以向量 x,y 为轴,绘制曲线。

  注: plot(x,y)命令可用来绘制函数f(x)图形,此时可通过向量x常用命令x=a:h:b的形式获得 f(x)函数在绘图区间[a,b]上的自变量点向量数据,对应的函数向量值取为 y= f(x)。步长 h 可以任意选取,一般步长越小,曲线越光滑,但是步长太小,会增加计算量,运算速度也要降低。通常步长 h 取值 0.1 可达到较好的绘图效果。

plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3…)

  功能在同一图形窗口绘制多条不同颜色曲线,曲线关系为

  y1=f(x1),y2=f(x2),y3=f(x3)

(3)二维特殊图形

bar

Hist 表示生成直方图

  M=hist(N)表示将 N 中的最大最小值找出来,然后,平均取十个等间隔点,看以每个间隔点为中心,向两边各扩展 1/2 间隔的范围内,包括 N 的元素个数,因此 M 返回值都是 1*10 大小。

8.文件操作

1fopen 打开文件

  fopen 函数的调用格式为:

  fid= fopen(文件名,打开方式)

  其中文件名用字符串形式,表示待打开的数据文件。常见的打开方式有:‘r’表示对打开的文件读数据,‘w’表示对打开的文件写数据,‘a’表示在打开的文件末尾添加数据。fid 用于存储文件句柄值,句柄值用来标识该数据文件,其他函数可利用它对该数据文件进行操作。文件数据格式有两种形式,一种是二进制文件,另一种是文本文件。在打开文件时需要进一步指定文件格式类型,即指定是二进制文件还是文本文件。

2 fclose 关闭文件

  文件读、写等操作完成后,应及时关闭。关闭文件用 fclose 函数,调用格式为:sta=fclose(fid),该函数关闭 fid 所表示的文件。sta 表示关闭文件操作的返回代码,若关闭成功,返回 0,否则返回–1。

3二进制文件的读写操作

fread 读二进制文件

  fread 函数可以读取二进制文件的数据,并将数据存入矩阵。其调用格式为:

  [A,COUNT]=fread(fid,size, precision)。

  其中 A 用于存放读取的数据,COUNT 返回所读取的数据元素个数。fid 为文件句柄,size 为可选项,若不选用则表示读取整个文件内容,若选用则它的值可为以下选项:N 表示读取 N 个元素到一个列向量;Inf 表示读取整个文件;[M,N]表示读数据到 M×N 的矩阵中,数据按列存放。precision 代表读写数据的类型。

fwrite 写二进制文件

  fwrite 函数按照指定的数据类型将矩阵中的元素写入到文件中。其调用格式为:

  COUNT=fwrite (fid, A, precision),

  其中 COUNT 返回所写的数据元素个数,fid为文件句柄,A 用来存放写入文件的数据,precision 用于控制所写数据的类型,其形式与 fread 函数相同。

9.M文件的建立与使用

  M文件有命令文件和函数文件两种形式,这两种文件的扩展名相同,都是.m。当用户要运行的命令较多时,直接从键盘上逐条输入较为繁琐,可利用命令文件来解决多行输入问题。用户可将一组相关命令编辑在同一个命令文件中,运行时只需输入文件名字,MATLAB 就会自动按顺序执行文件中的命令。函数文件是另一种形式的 M 文件,它的第一句可执行语句是以 function 引导的定义语句,在函数文件中的变量都是局部变量。

1)命令文件

  命令文件的一般形式为:<M 文件名>

  如a1.m, pp.m 等都是合法的 M 文件名。

  M 文件有两种运行方式:一是在命令窗口直接输入文件名,按 Enter 键; 二是在编辑窗口打开菜单 Tools,再单击 Run。

  M 文件保存的路径一定要在搜索路径上,否则 M 文件不能运行。

比如用 M 命令文件绘制 lena.bmp 图像。

  第一步:打开 MATLAB 命令窗口,单击【File】|【New】|【Mfile】,打开编辑窗口;

  第二步:在编辑窗口中输入:

    clc;

    clear;

    [fn, pn] = uigetfile('*.bmp', '请选择图像文件'); [x, map] = imread(strcat(pn, fn), 'bmp'); imshow(x);

  第三步:保存 M 文件,并且保存在搜索路径上,文件名为 showlena.m;

  第四步:运行 M 文件。在命令窗口输入 showlena,并按 Enter 键;或在编辑窗

  口打开菜单 Tools,再选择 Run 命令。

2)函数文件

M函数文件的一般形式为:

  function <因变量>=<函数名>(<自变量>)

M函数文件可以有多个因变量和多个自变量,当有多个因变量时用[]括起来。

第一步:打开 MATLAB 命令窗口,单击【File】|【New】|【Mfile】打开编辑窗口;

第二步:在编辑窗口逐行写下列语句;

  function y=a(x)

  imshow(x);

第三步:保存 M 函数文件,并且保存在搜索路径上,文件名为 showimage.m;

第四步:命令窗口执行下列语句:

  [fn, pn] = uigetfile('*.bmp', '请选择图像文件');

  [x, map] = imread(strcat(pn, fn), 'bmp'); a(x);

posted @ 2017-09-05 14:53  ssooking  阅读(1627)  评论(0编辑  收藏