1、第一章 MATLAB语言概述1.1、MATLAB简介简介 1.1.1 MATLAB的发展历程的发展历程 MATLAB：MATrix和和LABoratory两词的前三个字母两词的前三个字母组合而成，意为矩阵实验室。组合而成，意为矩阵实验室。MATLAB语言的产语言的产生是与数学计算紧密联系在一起的。生是与数学计算紧密联系在一起的。20世纪世纪70年年代后期，美国新墨西哥州大学计算机系主任代后期，美国新墨西哥州大学计算机系主任Cleve Moler 在给学生讲授线性代数课程时，为在给学生讲授线性代数课程时，为了减轻学生的编程负担，为学生设计了一组调用了减轻学生的编程负担，为学生设计了一组调用LIN
2、PACK和和EISPACK库程序的库程序的“通俗易用通俗易用”的接口，的接口，并将这个接口程序取名为并将这个接口程序取名为MATLAB，深受学生的，深受学生的欢迎，这是用欢迎，这是用FORTRAN语言编写的萌芽状态的语言编写的萌芽状态的MATLAB。MATLAB 版本信息：版本信息：1984年：年：MATLAB 1.0;(DOS版版)77个函数个函数,只有只有183KB 1986年：年：MATALB 2;1987年年：MATLAB 3;1990年：年：MATLAB 3.5;1992年：年：MATLAB 4;1994年：年：MATLAB 4.2c R7;1996年：年：MATLAB 5.0 R8
3、;.2006年后，每年推出两个版本，例如年后，每年推出两个版本，例如R2010a和和R2010b。2014年年10月推出了月推出了R2014b，它是目前，它是目前MATLAB最新的版最新的版本。本。MATLABR2014b新特性包括新特性包括MATLAB和和Simulink产品产品的新功能，以及其它产品的更新和补丁修复。的新功能，以及其它产品的更新和补丁修复。学习该软件的必要性：学习该软件的必要性：目前，目前，MATLAB已成为国际上最为流行的科学已成为国际上最为流行的科学计算与工程计算软件工具之一，如今的计算与工程计算软件工具之一，如今的MATLAB已已经不仅仅是矩阵运算或数值计算的软件，它
4、已经经不仅仅是矩阵运算或数值计算的软件，它已经发展成为一种具有广泛应用前景、全新的计算机发展成为一种具有广泛应用前景、全新的计算机高级编程语言，可以说它是高级编程语言，可以说它是“第四代第四代”计算机语计算机语言。言。自自20世纪世纪90年代，美国和欧洲的各个大学将年代，美国和欧洲的各个大学将MATLAB正式列入研究生和本科生的教材计划，正式列入研究生和本科生的教材计划，MATLAB软件已经成为数值计算、数理统计、数字软件已经成为数值计算、数理统计、数字信号处理、自动控制、时间序列分析、动态系统信号处理、自动控制、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具，成为学生必须掌握仿真等课程的基本
5、教学工具，成为学生必须掌握的基本软件之一。在研究单位和工业界，的基本软件之一。在研究单位和工业界，MATLAB也成为工程师们必须掌握的一种工具，被认为是也成为工程师们必须掌握的一种工具，被认为是进行高效研究与开发的首选软件工具。进行高效研究与开发的首选软件工具。1.1.2 MATLAB的主要特点的主要特点 1编程效率高编程效率高 MATLAB允许使用数学形式的语言编写程序，而且比允许使用数学形式的语言编写程序，而且比Basic、Fortran和和C等语言更加接近人们书写计算公式的思维方式，等语言更加接近人们书写计算公式的思维方式，用用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问编写程序
6、犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。因此，题。因此，MATLAB语言也可通俗地称为演算纸式科学算语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言。法语言。2使用方便使用方便 MATLAB语言把编辑、编译、连接和执行融为一体，其语言把编辑、编译、连接和执行融为一体，其调试程序手段丰富，调试速度快调试程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。，需要学习时间少。3扩充能力强扩充能力强 用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，以便提高以便提高MATLAB使用效率和扩充它的功能。使用效率和扩充它的功能。4语句简单，内涵丰富语句简单，内涵丰富 MATLAB
7、的库函数功能丰富，大大减少了需要的磁盘空的库函数功能丰富，大大减少了需要的磁盘空间，间，MATLAB编写的编写的M文件简单而高效。文件简单而高效。5高效方便的矩阵和数组运算高效方便的矩阵和数组运算 MATLAB语言规定了矩阵的一系列运算符，它不需定义数语言规定了矩阵的一系列运算符，它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，体现出简捷、高效、方便的优势。领域的问题时，体现出简捷、高效、方便的优势。6方便的绘图功能方
8、便的绘图功能 MATLAB有一系列的绘图函数，例如线性坐标、对数坐有一系列的绘图函数，例如线性坐标、对数坐标、半对数坐标及极坐标等，均只需调用不同的绘图函数，标、半对数坐标及极坐标等，均只需调用不同的绘图函数，在图上标出图题、坐标轴标注、网格线的绘制等也只需调在图上标出图题、坐标轴标注、网格线的绘制等也只需调用相应的命令，简单易行。用相应的命令，简单易行。7极好的开放性极好的开放性 除内部函数以外，所有除内部函数以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的函数文件来
9、构成新的工具箱。及加入自己的函数文件来构成新的工具箱。1.2 MATLAB的系统组成 MATLAB系统由五大部分构成：系统由五大部分构成：MATLAB开发环境开发环境 MATLAB开发环境包括开发环境包括MATLAB桌面、命令行窗口、桌面、命令行窗口、M文文件编辑调试器，件编辑调试器，MATLAB工作区和在线帮助文档等。工作区和在线帮助文档等。MATLAB数学函数库数学函数库 MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法，从基本运数学函数库包括了大量的计算算法，从基本运算到复杂算法，体现了其强大的数学计算功能。算到复杂算法，体现了其强大的数学计算功能。MATLAB语言语言 MATLAB语言是一个
10、高级的基于矩阵和数组的语言。用语言是一个高级的基于矩阵和数组的语言。用户既可以用它来快速编写简单的程序，也可以用它来编写户既可以用它来快速编写简单的程序，也可以用它来编写大型复杂的程序。大型复杂的程序。MATLAB图形处理系统图形处理系统 图形处理系统使得图形处理系统使得MATLAB能方便地图形化显示矩阵和能方便地图形化显示矩阵和向量，而且能对图形添加标注和打印。它包括强力的二维向量，而且能对图形添加标注和打印。它包括强力的二维及三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。及三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。MATLAB程序接口程序接口 MATLAB程序接口可以使程序接口可以使MATLAB方
11、便地调用方便地调用C和和Fortran程序，以及在程序，以及在MATLAB与其它应用程序之间建立客户与其它应用程序之间建立客户/服务服务器关系。器关系。1.3 MATLAB R2020a的安装、启动和的安装、启动和退出退出 1.3.1 MATLAB R2020a的安装的安装 MATLAB版本较多，这里以版本较多，这里以MATLAB R2020a为例进行介绍。为例进行介绍。首先，解压完首先，解压完MATLAB R2020a文件，打开文件，点击文件，打开文件，点击“setup.exe”文件，出现如如文件，出现如如书中书中图图1-1所示界面，在所示界面，在“是否接受许可协议的条款是否接受许可协议的条
12、款”后选择后选择“是是”，单击，单击“下一下一步步”按钮。按钮。出现如出现如书中书中图图1-2所示的所示的“文件安装密钥文件安装密钥”窗口，输入窗口，输入MATLAB R2020a所提供的安装密钥后点击所提供的安装密钥后点击“下一步下一步”继续。继续。出现如出现如书中书中图图1-3所示的所示的“选择许可证文件选择许可证文件”窗口，点击窗口，点击“浏览浏览”，选择，选择MATLAB R2020a对应的许可证文件后点击对应的许可证文件后点击“下一步下一步”继续。继续。在如在如书中书中图图1-4所示的所示的“选择目标文件夹选择目标文件夹”窗口点击窗口点击“浏览浏览”选择适合的安装路径，选择好路径后点
13、击选择适合的安装路径，选择好路径后点击“下一步下一步”继续。继续。完成上述步骤后，进入完成上述步骤后，进入“选择产品选择产品”的窗口，勾选的窗口，勾选“MATLAB”选项，然后用户根据自己的需要选择安装所需的选项，然后用户根据自己的需要选择安装所需的工具箱，如工具箱，如书中书中图图1-5所示，选择好后点击所示，选择好后点击“下一步下一步”继续。继续。在在“选择选项选择选项”窗口，用户根据自己的需要决定是否将快窗口，用户根据自己的需要决定是否将快捷方式添加到桌面，如捷方式添加到桌面，如书中书中图图1-6所示。所示。完成上述步骤后，在完成上述步骤后，在“确认选择确认选择”窗口点击窗口点击“开始安装
14、开始安装”，如如书中书中图图1-7所示。所示。之后耐心等待安装完成，如图之后耐心等待安装完成，如图书中书中1-8所示。所示。安装完成后，出现安装完成后，出现“安装完毕安装完毕”窗口，显示窗口，显示“安装完毕安装完毕”，如如书中书中图图1-9所示，单击所示，单击“关闭关闭”按钮。按钮。安装完成后，还需进行软件激活。安装完成后，还需进行软件激活。在在“MathWorks软件激软件激活活”界面中，如界面中，如书中书中图图1-10，选中第二项，选中第二项“在不使用在不使用Internet的情况下手动激活的情况下手动激活”，然后点击，然后点击“下一步下一步”按钮。按钮。出现出现“激活已完成激活已完成”界
15、面，如界面，如书中书中图图1-11所示，提示所示，提示“激激活已完成活已完成”后，点击后，点击“完成完成”按钮。按钮。激活完成后，就可以启动激活完成后，就可以启动MATLAB R2020a了。了。1.3.2 MATLAB R2020a启动和退出启动和退出 1MATLAB R2020a的启动的启动 可以通过以下可以通过以下3种方法来启动种方法来启动MATLAB R2020a：（1）使用使用Windows的的“开始开始”菜单，在程序里面找到菜单，在程序里面找到MATLAB R2020a，单击启动，单击启动MATLAB程序。程序。（2）在在MATLAB R2020a的安装目录内的的安装目录内的bin
16、文件夹下，双文件夹下，双击击MATLAB.exe启动启动MATLAB程序。程序。（3）利用桌面上的快捷方式启动利用桌面上的快捷方式启动MATLAB程序。程序。2 MATLAB R2020a系统的退出系统的退出 退出退出MATLAB系统的常用方法如下：系统的常用方法如下：（1）在在MATLAB命令行窗口输入命令行窗口输入“exit”或或“quit”命令。命令。（2）直接单击直接单击MATLAB命令行窗口右上角的命令行窗口右上角的“”按钮。按钮。相对来说，这种方法使用得较多。相对来说，这种方法使用得较多。1.4 MATLAB R2020a的工作环境的工作环境 启动MATLAB R2020a后，进入
17、如图1-12所示的MATLAB主界面。MATLAB R2020a的主界面即用户的工作环境，包括菜单栏、工具栏、开始按钮和各个不同用途的窗口。本节主要介绍MATLAB各个交互界面的功能和操作。图图1-12 MATLAB操作界面默认操作界面默认主窗口主窗口 1.4.1 菜单和工具栏菜单和工具栏 MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，主要包括菜单栏和工具栏。MATLAB的菜单和工具栏中包含三个标签，分别为主页、绘图和APP（应用程序），如图书中1-13所示。其中，绘图标签下提供数据的绘图功能，可以绘制二维图形，三维图形，条形图和饼图等。APP（应用程序）标签提供
18、了各个应用程序的入口，它是MATLAB强大的功能得以实现的载体和手段，是MATLAB基本功能的重要扩充，它可以用来扩充MATLAB的符号计算、可视化建模仿真，以及与硬件实时交互等功能。而主页标签则是人们最常用的标签，它主要包含了下述功能。1新建脚本：用于建立新的.m脚本文件，也可以通过快捷键Ctrl+N来完成。2新建：用于建立新的.m文件、函数、示例、模型、图形和图形用户界面。3打开：用于打开MATLAB的.m文件、.fig文件、.mdl文件、.mat文件、.ssc文件等，也可以通过快捷键Ctrl+O来实现这个操作。4查找文件：基于文件名称或内容搜索文件。5比较：比较两个文件的内容。6导入数据
19、：用于从其它文件导入数据，单击后弹出对话框，选择导入文件的路径和位置。7保存工作区：用于把工作区的数据存放到相应的路径文件中。8分析代码：分析当前文件夹中的MATLAB代码文件，查找效率低下编码和潜在的错误。9Simulink：打开Simulink模块库。10预设：用于设置命令行窗口的属性。11布局：提供工作界面上各个组件的显示选项，并提供预设的布局。12帮助：打开帮助文件或其它帮助方式。MATLAB的命令行窗口是MATLAB最主要的窗口，它实现了MATLAB的交互性。命令行窗口是用户使用MATLAB进行工作的窗口，同时也是实现MATLAB各种功能的窗口。用户可以直接在MATLAB命令行窗口内
20、输入命令和得到除图形以外的执行结果的显示。该窗口中的“”是命令提示符，表示MATLAB处于准备状态，等待用户输入指令进行计算。在此符后输入命令，按Enter键，执行命令，算出结果后会再次进入准备状态。【例1-4-1】计算 1用键盘在MATLAB命令窗中输入以下内容 (12+2*(7-4)/32 2在上述表达式输入完成后，按【Enter】键，该指令被执行。3在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果。ans=2说明：说明：“ans”是是MATLAB的一个默认变量，用户也可将表的一个默认变量，用户也可将表达式的值赋值给某个变量如达式的值赋值给某个变量如a等。等。当然，也可以输入多条命令，这时
21、，各命令间要以逗号或分当然，也可以输入多条命令，这时，各命令间要以逗号或分号隔开。号隔开。当输入命令的语句过长，需要两行或多行才能输入，则要使当输入命令的语句过长，需要两行或多行才能输入，则要使用用“”作连接符号，按回车键（作连接符号，按回车键（Enter）转入下一行继续输）转入下一行继续输入。入。命令行窗口中各字符的颜色不同，在默认情况下：关键字采命令行窗口中各字符的颜色不同，在默认情况下：关键字采用蓝色；字符串采用褐红色；命令、表达式和运行结果采用黑用蓝色；字符串采用褐红色；命令、表达式和运行结果采用黑色。色。此外，单击命令行窗口右上角的下三角图标并选择此外，单击命令行窗口右上角的下三角图
22、标并选择“取消停取消停靠靠”可以使命令行窗口脱离可以使命令行窗口脱离MATLAB界面成为一个独立的窗口；界面成为一个独立的窗口；选择独立命令行窗口右上角的下三角形图标并选择选择独立命令行窗口右上角的下三角形图标并选择“停靠停靠”，可以使命令行窗口再次回到可以使命令行窗口再次回到MATLAB主界面。主界面。1.4.3 工作区工作区 工作区窗口显示当前的内存中所有的MATLAB变量的变量名、数据结构、字节数及数据类型等信息，如书中图1-15所示。不同变量类型分别对应不同的变量名图标。用户可以选中已有变量，单击鼠标右键对其进行各种操作。此外，工作界面的菜单和工具栏上也有相应的命令供用户使用。1、新建
23、变量：向工作区添加新的变量。2、导入数据：向工作区导入数据文件。3、保存工作区：保存工作区中的变量。4、清除工作区：删除工作区中的变量1.5 MATLAB R2020a帮助系统 1.5.1 帮助窗口帮助窗口 同其它MATLAB版本一样，MATLAB R2020a也提供了一个“交互界面”的帮助窗口，该窗口对MATLAB 功能叙述最系统、丰富，界面也十分友善、方便，这是用户今后寻求帮助的最主要资源。打开帮助窗口有以下3 种方法：1在命令行窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。2单击MATLAB 主窗口工具栏中的Help 按钮。3选择帮助下拉菜单，可以选择文档、示例、请求支持等帮助选项
24、。“帮助”窗口如书中图1-16所示。1.5.2 帮助命令帮助命令 MATLAB中的各个函数，不管是内建函数还是M文件函数一般都有M文件的使用帮助和函数功能说明，各个工具箱也有一个与其名称相同的M说明文件。因此，在MATLAB命令行窗口中，可以通过一些命令来获取这些纯文本的帮助信息，这些命令包括help、lookfor、which、doc、get、type等。1、help命令 在MATLAB 命令行窗口中直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目，即搜索路径中所有的目录名称。同样，可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。【例1-5-1】了解tanh函数的使用方法。在命令行
25、窗口中输入命令：help tanh 2、lookfor命令 help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果，lookfor命令对搜索范围内的M 文件进行关键字搜索。lookfor命令只对M 文件的第一行进行关键字搜索。若在lookfor命令加上-all选项，则可对M文件进行全文搜索。3、模糊查询 MATLAB5.0以上的版本提供了一种类似模糊查询的命令查询方法，用户只需要输入命令的前几个字母，然后按Tab键，系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。1.5.3 演示系统（演示系统（Demos）选择MATLAB主界面菜单栏上的帮助下的示例命令，或者在命令行窗口输入Demos，都可以打开如书中图1-1
26、7所示的演示系统。从图中可以看到，演示窗口的左侧是库目录，里面有“Language Fundamentals”、“mathematics”、“Graphic”等的演示，右边是相对该库中各项目的名称。1.5.4 帮助系统导航浏览器帮助系统导航浏览器 帮助导航浏览器是MATLAB专门提供的一个独立的帮助子系统。该系统包含的所有帮助文件都存储在MATLAB安装目录下的help子目录下。用户可以采用以下两种方法打开帮助导航浏览器：helpbrowser 或者 doc 1.5.5 远程帮助系统远程帮助系统 除以上几种方法可以获得帮助以外，用户还可以通过网络获得远程帮助，例如在MathWorks公司的主页
27、（http:/）上可以找到很多有用的信息。国内的一些网站也有丰富的信息资源，例如，MATLAB中文网：http:/ 中文论坛：http:/ MATLAB的基本操作命令的基本操作命令 1.6.1 通用命令和编辑键通用命令和编辑键 1.通用命令通用命令 在在MATLAB中，除了可以通过菜单命令对工作窗口进行中，除了可以通过菜单命令对工作窗口进行控制外，用户还可以在控制外，用户还可以在MATLAB命令行窗口中直接键入控命令行窗口中直接键入控制命令并执行。书中表制命令并执行。书中表1-1给出了部分常用的通用命令及给出了部分常用的通用命令及其功能说明。其功能说明。2.一些常用的编辑键一些常用的编辑键 为
28、便于在为便于在MATLAB命令行窗口中对输入的内容进行编辑，命令行窗口中对输入的内容进行编辑，MATLAB提供了一些控制光标位置和进行简单编辑的常用提供了一些控制光标位置和进行简单编辑的常用编辑键和组合键，其命令和用法如书中表编辑键和组合键，其命令和用法如书中表1-2所示。所示。1.6.2 文件管理文件管理 MATLAB提供了一组文件管理命令，包括文件名、显示提供了一组文件管理命令，包括文件名、显示或删除文件、显示或改变当前目录等，相关的命令及其功或删除文件、显示或改变当前目录等，相关的命令及其功能如书中表能如书中表1-3所示。所示。1.7 MATLAB使用初步 实例：实例：(1)双击桌面上的
29、双击桌面上的MATLAB图标，进入图标，进入MATLAB的主界面。的主界面。(2)在命令行窗口中输入在命令行窗口中输入“x=exp(1/pi)”按回车键，可以在按回车键，可以在工作窗口看到变量工作窗口看到变量x大小为大小为1.3748。x=exp(1/pi)x=1.3748(3)在命令行窗口中输入在命令行窗口中输入“y=sin(x2)”，按回车键，可以，按回车键，可以在工作窗口看到变量在工作窗口看到变量y大小为大小为0.9495。y=sin(x2)y=0.9495习题习题 1.1 与其它计算机语言相比较，与其它计算机语言相比较，MATLAB语言突出的特点语言突出的特点是什么？是什么？1.2 M
30、ATLAB系统由那些部分组成？系统由那些部分组成？1.3存储在工作空区中的数组能编辑吗？如何操作？存储在工作空区中的数组能编辑吗？如何操作？1.4命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外，还命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外，还有什么用途？有什么用途？1.5在在MATLAB中有几种获得帮助的途径？中有几种获得帮助的途径？第二章 MATLAB的基本语法2.1 数据类型数据类型 MATLAB中的数据类型主要包含数值类型、字符串、逻中的数据类型主要包含数值类型、字符串、逻辑类型、元胞数组、构架数组和函数句柄等。这六种基本辑类型、元胞数组、构架数组和函数句柄等。这六种基本的数据类型都是按照数组形
31、式存储和操作的。的数据类型都是按照数组形式存储和操作的。2.1.1 数值类型数值类型 基本的数值类型主要有整数、单精度浮点数和双精度浮基本的数值类型主要有整数、单精度浮点数和双精度浮点数点数3类，如书中表类，如书中表2-1所示。所示。MATLAB中数值类型的数据包括有符号和无符号整数、中数值类型的数据包括有符号和无符号整数、单精度浮点数和双精度浮点数。在未加说明与特殊定义时，单精度浮点数和双精度浮点数。在未加说明与特殊定义时，MATLAB对所有数值按照双精度浮点数类型进行存储和操对所有数值按照双精度浮点数类型进行存储和操作。作。2.1.2 字符串字符串 字符是字符是MATLAB中符号运算的基本
32、元素，也是文字等表中符号运算的基本元素，也是文字等表达方式的基本元素。在达方式的基本元素。在MATLAB中，字符串作为字符数组中，字符串作为字符数组用单引号（用单引号（）引用到程序中，还可以通过字符串运算组）引用到程序中，还可以通过字符串运算组成复杂的字符串。字符串数值和数字数值之间可以进行转成复杂的字符串。字符串数值和数字数值之间可以进行转换，也可以执行字符串的有关操作。字符串的定义有直接换，也可以执行字符串的有关操作。字符串的定义有直接输入法、冒号表达式法、组合法和函数法。字符串操作函输入法、冒号表达式法、组合法和函数法。字符串操作函数和字符型转换函数如书中表数和字符型转换函数如书中表2-
33、2和表和表2-3。【例2-1-1】生成字符串实例。str1=Chongqing University,str2=of,posts,and,Telecommu,nication%直接输入法str1=Chongqing Universitystr2=of posts and Telecommunication str=str1,str2%组合法str=Chongqing University of posts and Telecommunicationstr3=Dont worry about his%字符串中有单引号.%也可以 Dont worry about his str3=Dont wor
34、ry about hisstr4=a:2:n%冒号表达式法str4=acegikmstr5=char(MATLAB,及其工程应用)%函数法 str5=MATLAB及其工程应用 2.1.3 逻辑类型逻辑类型 除了传统的数学运算外，除了传统的数学运算外，MATLAB还支持关系运算和逻还支持关系运算和逻辑运算。关系运算和逻辑运算主要用于控制基于真辑运算。关系运算和逻辑运算主要用于控制基于真/假命假命题的各类题的各类MATLAB命令（通常在命令（通常在M文件中）的流程或执行文件中）的流程或执行次序。次序。作为所有关系表达式和逻辑表达式的输入，作为所有关系表达式和逻辑表达式的输入，MATLAB把把任何非
35、任何非0数值当做真，把数值当做真，把0当做假。所有关系表达式和逻辑当做假。所有关系表达式和逻辑表达式，为真则输出为表达式，为真则输出为1，为假则输出为，为假则输出为0。MATLAB为关系运算和逻辑运算提供了关系操作符和逻为关系运算和逻辑运算提供了关系操作符和逻辑操作符，如书中表辑操作符，如书中表2-4和表和表2-5所示。所示。【例【例2-1-2】关系运算和逻辑运算实例。】关系运算和逻辑运算实例。MATLAB语句：语句：A=1 3;2 4;B=0 4;3 2;C=(A student.number=02110875;student.name=王玲;student.sex=女;student.ag
36、e=21;student.class=03;student.department=02;student 运行语句，输出结果：student=number:02110875 name:王玲 sex:女 age:21 class:03 department:02【例例2-1-5】函数法创建构架数组实例。函数法创建构架数组实例。MATLAB语句：语句：student=struct(number,02110875,name,王玲王玲,sex,女女,age,21,.class,03,department,02)运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：student=number:02110875 nam
37、e:王玲王玲 sex:女女 age:21 class:03 department:02 2.1.6 函数句柄（函数句柄（function）MATLAB中函数句柄的使用使得函数也可以成为输入变中函数句柄的使用使得函数也可以成为输入变量，并且能很方便的调用，提高函数的可用性和独立性。量，并且能很方便的调用，提高函数的可用性和独立性。函数句柄保留着函数句柄保留着“为该函数创建句柄时的路径、视野、函为该函数创建句柄时的路径、视野、函数名，以及可能存在的重载方法数名，以及可能存在的重载方法”。创建函数句柄的方法：。创建函数句柄的方法：（1）用）用：handlef=fname（2）用转换函数）用转换函数s
38、tr2func：handlef=str2func(fname)【例【例2-1-6】函数句柄实例函数句柄实例 MATLAB语句：语句：fhandle=sin y=sin(pi/4);%计算计算sin（/4）的值）的值 yflod=feval(fhandle,pi/4)运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：fhandle=sin yflod=0.7071 2.2 变量变量 MATLAB语言中的变量无须事先定义，一个变量以其名称语言中的变量无须事先定义，一个变量以其名称在语句命令中第一次合法出现而定义，运算表达式的变量在语句命令中第一次合法出现而定义，运算表达式的变量中不允许有未定义的变量，也不需
39、要预先定义变量的类型，中不允许有未定义的变量，也不需要预先定义变量的类型，MATLAB会自动生成变量，并根据变量的操作确定其类型。会自动生成变量，并根据变量的操作确定其类型。2.2.1 变量命名的规则变量命名的规则（1）变量名区分字母的大小写，因此）变量名区分字母的大小写，因此B与与b表示的是不同表示的是不同的变量。的变量。（2）变量名只能由字母、数字和下划线组成，且必须以）变量名只能由字母、数字和下划线组成，且必须以英文字母开头。例如：英文字母开头。例如：b，b1，b_1a都是合法的，而都是合法的，而1b，_b，b.2，b都是不合法的。都是不合法的。（3）变量名长度不得超过最大长度限制，超过
40、的部分将）变量名长度不得超过最大长度限制，超过的部分将被忽略。不同版本被忽略。不同版本MATLAB变量的最大长度限制时不同的，变量的最大长度限制时不同的，用户可以使用用户可以使用namelengthmax函数得到该用户使用的函数得到该用户使用的MATLAB版本所规定的变量名长度。版本所规定的变量名长度。（4）关键字（如）关键字（如for、end和和if等）不能作为变量名。等）不能作为变量名。常量是指那些在常量是指那些在MATLAB中已预先定义其数值的变量，中已预先定义其数值的变量，也称预定义变量。变量命名时应尽量避开这些预定义变量，也称预定义变量。变量命名时应尽量避开这些预定义变量，默认的常量
41、如书中表默认的常量如书中表2-7所示。所示。2.2.2 变量的赋值变量的赋值 变量赋值语句的一般形式为：变量变量赋值语句的一般形式为：变量=数据（或表达式）数据（或表达式）例如在命令行窗口中输入指令：例如在命令行窗口中输入指令：a=3,b=a2+1%命令间用逗号间隔命令间用逗号间隔 回车后运行指令，在命令行窗口中显示为：回车后运行指令，在命令行窗口中显示为：a=3 b=10 说明当在命令间用逗号间隔时，要显示运行指令的结果。说明当在命令间用逗号间隔时，要显示运行指令的结果。当在语句后加上分号时，将不显示运行结果。当在语句后加上分号时，将不显示运行结果。标点符号及其作用见书中表标点符号及其作用见
42、书中表2-8。注意：标点符号必须在。注意：标点符号必须在英文英文状态下输入。状态下输入。2.2.3 MATLAB变量的显示变量的显示 MATLAB语句的执行结果数据的显示格式由语句的执行结果数据的显示格式由format命令控制。命令控制。format只影响结果的显示，不影响其计算与存储。只影响结果的显示，不影响其计算与存储。MATLAB是以双精是以双精度来执行所有的运算。如果结果为整数，则显示没有小数，如果结果度来执行所有的运算。如果结果为整数，则显示没有小数，如果结果不是整数，则输出形式为书中表不是整数，则输出形式为书中表2-9所示的几种形式之一。所示的几种形式之一。2.2.4 MATLAB
43、变量的存取变量的存取 工作空间中的变量可以用工作空间中的变量可以用save命令存储到磁盘文件中。输入命令命命令存储到磁盘文件中。输入命令命令令“save”将将“变量名集变量名集”指出的变量存入文件指出的变量存入文件“文件名文件名.mat”中。中。用用load命令可将变量从磁盘文件读入命令可将变量从磁盘文件读入MATLAB的工作空间，其用法为的工作空间，其用法为“load”，它将，它将“文件名文件名”指出的磁盘文件中的数据依次读指出的磁盘文件中的数据依次读入名称与入名称与“文件名文件名”相同的工作空间的变量中。若省略相同的工作空间的变量中。若省略“”则则“matlab.mat”从中读入所有数据。
44、从中读入所有数据。2.3 数组及向量运算数组及向量运算 MATLAB中的数组可以分为：中的数组可以分为：（1）没有元素的空格数（）没有元素的空格数（empty arry）。）。（2）只有一个元素的标量（）只有一个元素的标量（scalar），它实际上是一行一列的数），它实际上是一行一列的数组。组。（3）只有一行或者一列元素的向量（）只有一行或者一列元素的向量（scalar），它实际上是一行），它实际上是一行或一列的数组。或一列的数组。（4）普通的具有多行多列元素的二维数组。）普通的具有多行多列元素的二维数组。（5）超过二维的多维数组（具有行、列、页等多个维度）。）超过二维的多维数组（具有行、列、
45、页等多个维度）。2.3.1 数组和向量的创建数组和向量的创建 1 直接赋值法直接赋值法 在在MATLAB中一般使用方括号中一般使用方括号“”、逗号、逗号“，”或空或空格，以及分号格，以及分号“；”来创建数组，方括号中给出数组的所来创建数组，方括号中给出数组的所有元素，同一行中的元素间用逗号或空格分隔，不同行之有元素，同一行中的元素间用逗号或空格分隔，不同行之间用分号分隔。间用分号分隔。【例【例2-3-1】直接赋值法实例。】直接赋值法实例。x=1 2 3;4,5,6 运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：x=1 2 3 4 5 6 2冒号表达式法冒号表达式法 一般表达式为：变量名一般表达式为：
46、变量名=first:increment:last，表示创建一，表示创建一个从个从first开始，到开始，到last结束，数据元素的增量为结束，数据元素的增量为increment的的数组。冒号表示直接定义数据元素之间的增量，而不是数数组。冒号表示直接定义数据元素之间的增量，而不是数据元素个数。若增量为据元素个数。若增量为1，上面创建数组的方式可简写为：，上面创建数组的方式可简写为：first：last。【例【例2-3-2】创建一个从】创建一个从0开始，增量为开始，增量为1，到，到5结束的数组结束的数组x。MATLAB语句：语句：x=0:1:5%和和x=0:5作用一样作用一样 运行语句，输出结果：
47、运行语句，输出结果：x=0 1 2 3 4 5 3利用利用MATLAB函数函数linspace来创建数组来创建数组 linspace通过直接定义数据元素个数，而不是数据之间的通过直接定义数据元素个数，而不是数据之间的增量来创建数组。此函数的调用格式如下：增量来创建数组。此函数的调用格式如下：linspace(first_value,last_value,number)该调用格式表示创建一个从该调用格式表示创建一个从first_value开始，到开始，到last_value 结束，包含有结束，包含有number个数据元素的数组。个数据元素的数组。【例【例2-3-3】示创建一个从】示创建一个从0开
48、始，到开始，到5结束，包含有结束，包含有6个数个数据元素的数组据元素的数组x。MATLAB语句：语句：x=linspace(0,5,6)运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：x=0 1 2 3 4 5 4 利用利用logspace函数来创建一个对数分隔的数组函数来创建一个对数分隔的数组 与与linspace一样，一样，logspace也通过直接定义数据元素个数，也通过直接定义数据元素个数，而不是数据元素之间的增量来创建数组。而不是数据元素之间的增量来创建数组。logspace函数的调用格式如下：函数的调用格式如下：logspace(first_value,last_value,number)
49、此函数表示创建一个从此函数表示创建一个从10first_value开始，到开始，到10last_value结束，包含有结束，包含有number个元素的数组。个元素的数组。【例【例2-3-4】创建一个从】创建一个从100开始，到开始，到102结束，包含有结束，包含有5个个数据元素的数组。数据元素的数组。MATLAB语句：语句：logspace(0,2,5)运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：=1.0000 3.1623 10.0000 31.6228 100.0000 5 组合法组合法 一个向量和数组或另一向量（同为行或列向量）组合在一一个向量和数组或另一向量（同为行或列向量）组合在一起，构
50、成一个新的向量。起，构成一个新的向量。【例【例2-3-5】组合法生成向量实例。】组合法生成向量实例。a=1 2 3;b=4 5;c=a 6 7 b 运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：c=1 2 3 6 7 4 5 6函数法函数法 MATLAB提供了许多生成特殊数组的函数，主要的特殊函提供了许多生成特殊数组的函数，主要的特殊函数如书中表数如书中表2-10所示。所示。【例【例2-3-6】函数法生成数组实例。】函数法生成数组实例。a=eye(1,2),b=ones(2)运行语句，输出结果：运行语句，输出结果：a=1 0 b=1 1 1 1 2.3.2 数组的寻址数组的寻址 对数组对数组A寻址的
