matlab基本語法(用).ppt

4.2.1 變量及其賦值 4.2.2 運算符與數(shù)學(xué)表達式 4.2.3 控制流 4.2.4 數(shù)據(jù)的輸入輸出及文件的讀寫 4.2.5 基本數(shù)學(xué)函數(shù) 4.2.6 基本繪圖方法 4.2.7 M文件及程序調(diào)試,4.2.1 變量及其賦值,4.2.1.1 標(biāo)識符與數(shù),標(biāo)識符是標(biāo)志變量名、常量名、函數(shù)名和文件名的字符串的總稱。在MTLAB中，變量和常量的標(biāo)識符最長允許31個字符。字符包括全部的英文字母（大小寫52個）、阿拉伯?dāng)?shù)字和下劃線等符號，標(biāo)識符中第一個字符必須是英文字母。,4.2.1.2 矩陣及其元素的賦值,賦值就是把數(shù)賦予代表常量或變量的標(biāo)識符。在MATLAB中，變量都代表矩陣。 列矢量可被當(dāng)作只有一列的矩陣；行矢量也可被當(dāng)作只有一個行的矩陣；標(biāo)量應(yīng)看作 11階的矩陣。賦值語句的一般形式為： 變量表達式（或數(shù)）,1賦值要求 在輸入矩陣時，應(yīng)遵循以下規(guī)則： 整個矩陣的值應(yīng)放在方括號中； 同一行中各元素之間以逗號“，”或空格分開； 不同行的元素以分號“；”隔開。,2變量的元素的標(biāo)注,在MATLAB中，變量的元素（即矩陣元）用圓括號“（ ）”中的數(shù)字（也稱為下標(biāo)） 來注明，一維矩陣（也稱數(shù)組）中的元素用一個下標(biāo)表示，二維矩陣由兩個下標(biāo)數(shù)構(gòu)成， 以逗號分開，對三維矩陣則由三個下標(biāo)數(shù)構(gòu)成。,3賦值技巧,(1) 利用冒號“：”給全行的元素賦值,(2) 利用行、列標(biāo)注構(gòu)成新的矩陣,4特殊矩陣和數(shù)組,(1)單位矩陣函數(shù)eye() 函數(shù)功能：產(chǎn)生對主角線元素為1，其它元素為0的單位矩陣。eye()的調(diào)用格式如下： A=eye(n) 返回一個nn階單位矩陣； A=eye(m , n) 返回一個mn階單位矩陣，或用A=eye(m , n)；,(2) zeros函數(shù)、ones函數(shù)、rand以及randn函數(shù),A=zeros(n) 返回一個nn階零矩陣； A=zeros(m , n) 返回一個mn階零矩陣；,(3)linspace函數(shù)和logspace函數(shù) linspace函數(shù)的調(diào)用格式如下： y=linspace(a,b) 產(chǎn)生一個行矢量y，該矢量把a和b間的數(shù)等分100份而得到。 y=linspace(a,b,n) 產(chǎn)生一個行矢量y，該矢量把a和b間的數(shù)等分n份而得到。,5MATLAB內(nèi)部特殊變量和常數(shù),變量ans：臨時變量，通常指示當(dāng)前的答案。 常數(shù)eps：表示浮點相對精度；其值是從1.0到下一個最大浮點數(shù)之間的差值。變量值作為一些MATLAB函數(shù)計算的相對浮點精度，按IEEE標(biāo)準(zhǔn)，esp= 2-52近似為2.2204e-016。 常數(shù)realmax：表示最大正浮點數(shù)；任何大于該值的運算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點格式的機器上，realmax略小于21024 ，近似為1.7977e+308。,常數(shù)realmin：表示最小正浮點數(shù)；任何小于該值的運算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點格式的機器上，realmin略小于2-1024 ，近似為2.2251e-308。 常數(shù)pi：表示圓周率 =3.1415926535897.。表達式4*atan(1)和imag(log(-1)產(chǎn)生相同的值。,常數(shù)Inf：代表正無窮大，一般被0除或溢出則產(chǎn)生無窮大結(jié)果。如2/0，210000均產(chǎn)生結(jié)果：Inf；而log(0)產(chǎn)生結(jié)果：-Inf。 虛數(shù)單位i，j：表示復(fù)數(shù)虛部單位，相當(dāng)于 。 NaN：表示非數(shù)值。如當(dāng)Inf-Inf，Inf/Inf， 0*Inf，0/0均產(chǎn)生該結(jié)果。,6復(fù)數(shù)的賦值方式 MATLAB的每一個元素都可以是復(fù)數(shù)，實數(shù)是復(fù)數(shù)的特例。復(fù)數(shù)的虛數(shù)部分用i或j表示。對復(fù)數(shù)矩陣有兩種賦值方法： (1)可將矩陣元逐個賦予復(fù)數(shù) (2)將矩陣的實部和虛部分別賦值：,7變量檢查 在程序調(diào)試或變量的賦值過程，往往需要檢查工作空間中的變量、變量的階數(shù)以及變量賦值內(nèi)容。在檢查變量及其階數(shù)等內(nèi)容時，既可用工作空間窗口，也可在命令窗口使用who或whos命令來完成檢查。當(dāng)查看某變量的賦值情況，可在命令窗口直接鍵入該變量名回車即可。,4.2.2 運算符與復(fù)數(shù)運算,算術(shù)運算符：進行數(shù)值計算。 關(guān)系運算符：比較兩個操作數(shù)的大小。 邏輯運算符：進行邏輯運算。,4.2.2.1 算術(shù)運算符,(1)矩陣加減法“”：AB 功能：兩矩陣對應(yīng)元素相加減。因此，A和B兩矩陣必須有相同的大小，或其中之一 為標(biāo)量，標(biāo)量可以與任意大小的矩陣相加。 (2)矩陣相乘“*”：A*B 功能：C =A*B為兩矩陣線性代數(shù)的乘積，即,(3) 矩陣元素相乘“.*”：A.*B 功能：矩陣A和B的對應(yīng)元素相乘；因此，A和B必須大小相同，或其中之一為標(biāo)量。 (4)矩陣右除“B/A”與左除“AB” 如果A為一非奇異矩陣，則B/A與AB可通過A的逆矩陣與B矩陣得到：B/A=B*inv(A)； AB=inv(A)*B。,(5)矩陣元素右除“A./B”與左除“A.B” 矩陣元素右除“A./B”表示矩陣元素A(i,j)/B(i,j)；矩陣元素左除“A./B” 表示矩陣B(i,j)/A(i,j)，因此，A和B必須大小相同，或者其中之一為標(biāo)量。 (6)矩陣冪“”：Xp 如果p為標(biāo)量，表示X的p次冪；如果X為標(biāo)量，而p為矩陣，Xp用特征值和特征向量表示X的矩陣p次冪。注意X和p不能同時為矩陣，但必須是方陣。 (7)矩陣元素冪“.”：A.B A.B表示矩陣元素A（i,j）的B(i,j)次冪，A與B必須大小相同，或者其中之一為標(biāo)量。,(8) 矩陣轉(zhuǎn)置“ ” A表示矩陣A的線性代數(shù)轉(zhuǎn)置。對于復(fù)矩陣，表示復(fù)共軛轉(zhuǎn)置。 (9) 非共軛轉(zhuǎn)置“ . ” A.表示非共軛轉(zhuǎn)置；對于復(fù)矩陣，不包括共軛。 (10)冒號操作符“：” 冒號是一個非常有用的操作符；可以產(chǎn)生向量、數(shù)組下標(biāo)以及for循環(huán)。,關(guān)系比較結(jié)果只有兩種可能，即1或0。1表示關(guān)系式這“真”，即關(guān)系式正確；0表示該關(guān)系為“假”，即它不成立。,4.2.2.3 邏輯操作符,通常邏輯變量只能取0(假)和1(真)兩個值。邏輯量的基本運算除“與(&)”、“或(|)”和“非()”外，有時也包括“異或(xor)”，不過“異或”可以用3種基本運算組合而成。兩個邏輯量經(jīng)過這4種邏輯運算后的輸出仍然是邏輯量。,4.2.2.2 關(guān)系操作符,關(guān)系運算是指兩個元素之間數(shù)值的比較。MATLAB所提供的關(guān)系操作符如表所示。,4.2.2.4 關(guān)系與邏輯函數(shù),其他關(guān)系與邏輯函數(shù),測試函數(shù),4.2.2.5復(fù)數(shù)運算,1MATLAB中所有的運算符和函數(shù)都對復(fù)數(shù)有效。,2復(fù)數(shù)的共軛可利用函數(shù)“conj”來完成,4.2.3 控制流,4.2.3.1 If語句 if語句稱為條件執(zhí)行語句。 其關(guān)鍵字包括if、else、elseif和end。,格式之一： if 表達式 語句組A end 其工作流程如圖所示。,注意：語句中的end是絕不可少的，沒有它，在邏輯表達式為0時，就找不到繼續(xù)執(zhí)行程序的入口。,格式之二： if 表達式 語句組A else 語句組B end 其工作流程如圖所示。,格式之三： if 表達式1 語句組A elseif 表達式2 語句組B else 語句組C end 工作流程原理如圖所示。,switch 選擇表達式 case 情況表達式1 語句組1 case 情況表達式2 語句組2 otherwise 語句組n end,4.2.3.2 Switch語句,switch語句，也是條件選擇結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵字包括switch、case、otherwise和end。它主 要用于有選擇性的程序設(shè)計，實現(xiàn)程序的多分支選擇。其調(diào)格式為：,4.2.3.3 While語句 while語句為條件循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行一組語句，執(zhí)行次數(shù)不確定，而是決定于一些邏輯條件。其關(guān)鍵字包括while、end、break等。 基本調(diào)用格式： while 表達式 語句A end,4.2.3.4 for語句,for語句也是循環(huán)語句，但與while語句不同的是，它循環(huán)執(zhí)行一組語句的執(zhí)行次數(shù)是 確定。其關(guān)鍵字包括for、end、break等。調(diào)用的基本格式如下： for index=初值：增量：終值 語句組A end 功能：把語句組A（亦稱為循環(huán)體）反復(fù)執(zhí)行N次。循環(huán)次數(shù)N為： N1+(終值-初值)/增量 在每次執(zhí)行時程序中的index的值按“增量”增加。,注意： (1)For循環(huán)不能用For循環(huán)內(nèi)重新賦值循環(huán)變量n來終止。 (2)在For循環(huán)內(nèi)接受任何有效的MATLAB數(shù)組。 (3) for循環(huán)可按需要嵌套。與其它的編程語言類似，for語句可以嵌套使用。 (4) 當(dāng)有一個等效的數(shù)組方法來解給定的問題時，應(yīng)避免用For循環(huán)。 (5) 為了提高處理的速度，在For循環(huán)(While循環(huán))被執(zhí)行之前，應(yīng)預(yù)先分配數(shù)組。,4.2.4 數(shù)據(jù)的輸入輸出及文件的讀寫,4.2.4.1 交互輸入與輸出命令和函數(shù),1鍵盤輸入命令input 格式一：u=input（提示內(nèi)容） 格式二： u=input（提示內(nèi)容，s） 在屏幕上顯示提示內(nèi)容，等待從鍵盤輸入，將輸入的符號以字符串賦給文本（字符串）變量u。,2. 菜單輸入命令menu 功能：產(chǎn)生一個供用戶輸入的選擇菜單。 格式： k=menu（title，選項1，選項2，選項n） 顯示以字符串變量title為標(biāo)題的菜單，選擇為字符變量：選項1，選項2， 選項n，并將所輸入的值賦給變量k。,3暫停執(zhí)行命令pause pause 常用在M文件中，用于停止執(zhí)行，直接按任意鍵繼續(xù)執(zhí)行； pause(n) 暫停執(zhí)行n秒后繼續(xù)執(zhí)行； pause on 允許一系列pause命令暫停程序執(zhí)行； pause off 保證任何pause命令和pausea(n)語句不能暫停程序執(zhí)行。,4顯示命令 disp 功能：顯示指定的變量或變量的內(nèi)容。 調(diào)用格式： disp(變量名),5按格式要求輸出變量命令sprintf 功能：按格式要求輸出變量 調(diào)用格式： sprintf(顯示格式,變量)。,4.2.4.2 文件輸入輸出命令與函數(shù),1save 功能：用以將工作空間中的變量保存到磁盤上。 格式一： save 將工作空間中的所有變量保存在一個名為：“matlab.mat”的二進制格式文件中，該文件可通過load命令來重新裝入工作空間。 格式二： save 文件名 變量名 將工作空間中指定的“變量名”保存在指定“文件名.mat”的二進制格式文件中。 格式三： save 文件名 選項 使用“選項”指定ASCII文件格式，將工作實間中所有變量保存到“文件名”所指定的文件中。,2. load： 功能：從磁盤文件中重新調(diào)入變量內(nèi)容到工作空間。 格式一： load 將保存在“matlab.mat”文件中的所有變量調(diào)入到工作空間。 格式二： load 文件名 從“文件名 . mat”中調(diào)入變量，可給出全部路徑。 3. fopen 功能：打開文件或獲得打開文件信息。 格式一： f_id=fopen(文件名，允許模式),以允許模式指定的模式打開“文件名”所指定的文件，返回文件標(biāo)識f_id； 允許模式 可以是下列幾個字符串之一： r ： 打開文件進行讀（缺省型式）； w ： 刪除己存在文件中的內(nèi)容或生成一個新文件，打開進行寫操作； a ：打開一個己存在的文件或生成并打開一個新文件，進行寫操作，在文件末尾添加 數(shù)據(jù)；,格式二： f_id , message=fopen (文件名，允許模式，格式) 功能：用指定的數(shù)據(jù)“格式”打開數(shù)據(jù)文件，返回文件標(biāo)識和打開文件信息兩個參數(shù)。 “數(shù)據(jù)格式”。,如果fopen成功打開文件，則返回文件標(biāo)識f_id，message內(nèi)容為空，如果不能成功打開，則返回f_id值為1，message中返回一個有助于判斷錯誤類型的字符串。 有三個值是預(yù)先定義的，不能打開或關(guān)閉： 0：表示標(biāo)準(zhǔn)輸入，一直處于打開讀入狀態(tài)。 1：表示標(biāo)準(zhǔn)輸出，一直處于打開追加狀態(tài)。 2：表示標(biāo)準(zhǔn)錯誤，一直處于打開追加狀態(tài)。,4fclose 功能：關(guān)閉一個或多個已打開的文件。 格式一： status=fclose(f_id) 關(guān)閉指定文件，返回0表示成功，返回-1表示失敗。 格式二 status=fclose(all) 功能： 關(guān)閉所有文件，返回0表示成功，返回-1表示失敗。,5fread 格式一： A, count=fread(f_id, size, 精度) 功能：從指定文件中讀入二進制數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入到矩陣A中；可選輸出count返回成功讀入元素個數(shù)；f_id為整數(shù)文件標(biāo)識，其值由fopen函數(shù)得到；可選參數(shù)size確定讀入多少數(shù)據(jù)，如果不指定參數(shù)size，則一直讀到文件結(jié)束為止，參數(shù)size合法選擇有： n ：讀入n個元素到一個列向量； inf ：讀到文件結(jié)束，返回一個與文件數(shù)據(jù)元素相同的列向量； m, n：讀入足夠元素填充一個mn階矩陣，填充按列順序進行，如果文件不夠大，則填充0。 精度表示讀入數(shù)據(jù)精度的字符串，控制讀入每個值的數(shù)據(jù)位，這些位可以是整數(shù)型、浮點值或字符。,格式二： A, count=fread(f_id, size,精度,skip) 可選參數(shù)skip，指定每次讀操作跳過字節(jié)數(shù)，如果精度是某一種位格式，則每次讀操作將跳過相應(yīng)位數(shù)。,6fwrite 功能：向文件中寫入二進制數(shù)據(jù)。 格式一： count=fwrite (f_id, A,精度) 將矩陣A中元素寫入指定文件，將其值轉(zhuǎn)換為指定的精度。 格式二： count=fwrite(f_id,A,精度,skip) 可用參數(shù)skip指定每次寫操作跳過指定字節(jié)。,7fscanf 格式一： A=fscanf (f_id, 格式） 從由f_id所指定的文件中讀入所有數(shù)據(jù)，并根據(jù)格式字符串進行轉(zhuǎn)換，并返回給矩陣A，格式字符串指定被讀入數(shù)據(jù)的格式。 格式二： A, count=fscanf(f_id,格式,size) 讀入由size指定數(shù)量的數(shù)據(jù)，并根據(jù)格式字符進行轉(zhuǎn)換，并返回給矩陣A，同時返回成功讀入的數(shù)據(jù)數(shù)量count。 8fprintf 格式一： count=fprintf(f_id，格式，A，) 將矩陣A或其它矩陣的實部數(shù)據(jù)以格式字符串指定的形式進行規(guī)格化，并將其寫入指定的文件中，其返回值為寫入數(shù)據(jù)的數(shù)量。 格式二： fprintf(格式，A，) 將A或其它值以格式給定的形式輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出顯示屏幕上。,9fgets 功能：以字符串形式返回文件中的下一行內(nèi)容，包含行結(jié)束符。 格式一： ctr=fgets(f_id) 返回文件標(biāo)識為f_id的文件中的下一行內(nèi)容，如果遇到文件結(jié)尾（EOF），則返回-1，所返回的字符串中包括文本結(jié)束符，用fgetl( )則返回的字符串中不包括行結(jié)束符。 格式二： str=fgest(f_id，n) 返回下行中最多n個字符，在遇到行結(jié)束符或文件結(jié)束（EOF）時不追加字符。 10fgetl 功能：以字符串形式返回文件中的下一行內(nèi)容，但不含行結(jié)束符。 格式： str=fgetl(f_id) 返回文件標(biāo)識為文件中的下一行內(nèi)容，如果遇到文件結(jié)尾，則返回1，所返回的字符串中不包括行結(jié)束符。,11ferror 功能：查詢MATLAB關(guān)于文件輸入、輸出操作的錯誤。 messgeg=ferror(f_id) 將標(biāo)識為f_id的已打開文件的錯誤信息返回給message變量。 12feof 功能：測試文件結(jié)尾（EOF）。 格式： eoftest=feof(f_id) 測試指定文件是否設(shè)置了EOF；如果返回1則表示設(shè)置了EOF指示器，返回0未設(shè)置。,13imread 功能： 從圖像文件中讀入圖像 格式一： A=imread（文件名，圖像文件格式） 將文件名指定的圖像文件讀入A，A為無符號8位整數(shù)（uint8）。如果文件為灰度圖像， 則A為一個二維數(shù)組；如果文件是一個真彩色RGB圖像，則A是一個三維數(shù)組(m*n*3)。 格式二：A, map=imread（文件名，圖像文件格式） 讀入索引圖像到矩陣A，其調(diào)色板值返回給map，A為無符號8位整數(shù)（uint8），map 為雙精度浮點數(shù)，其值在0，1范圍內(nèi)。,14imwrite :將圖像寫入圖像文件中。 格式一： imwrite(A, 文件名，圖像文件格式) 格式二： imwrite(A，map，文件名，圖像文件格式) 將A中的索引圖像及其相關(guān)的調(diào)色板map存放到指定文件。調(diào)色板map必須是MATLAB 的有效調(diào)色板。注意大多數(shù)圖像文件格式不支持大于256的調(diào)色板。,15imfinfo 功能：返回圖像文件信息 格式： info=imfinfo(文件名，圖像文件格式) 返回一個圖像信息結(jié)構(gòu)，或結(jié)構(gòu)數(shù)組。圖像文件格式與imread函數(shù)的一樣。,16auread 功能: 讀入聲音文件（.au） 格式一： Y=auread (aufile) 讀入由文件名aufile指定的聲音文件，返回采樣數(shù)據(jù)給變量Y。如果文件名中沒有擴 展名，則自動在其后加上.au作為擴展名。幅值在-1，1范圍內(nèi)。支持多通道數(shù)據(jù)格式： 8-bit mu-law；或 8-, 16-， 32-bit linear。 格式二： Y, Fs,bits=auread(aufile) 返回采樣率Fs(Hz)以及文件中每數(shù)據(jù)編碼時所用的位數(shù)(bits)。 17Auwrite 功能：向文件（. au）中寫入聲音數(shù)據(jù)。 格式一： auwrite(A, 文件名. Au ) 向文件名. au指定的文件中寫入聲音數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在A中以一個通道一列的方式安排， 幅值超過-1, +1范圍時，在寫入前先進行剪裁處理。 格式二： auwrite(A, Fs, 文件名. au ) 用指定的數(shù)據(jù)采樣Fs(Hz) 寫入聲音數(shù)據(jù)。,18wavread 功能: 讀入聲音文件（.wav） 格式一： A=wavread (文件名.wav) 讀入由文件名指定的Microsoft聲音文件(. wav)，返回采樣數(shù)據(jù)給變量A。如果文件 名中沒有擴展名，則自動在其后加上.wav作為擴展名，幅值在-1，1范圍內(nèi)。 格式二： A, Fs, bits=wavread(文件名.wav) 返回采樣率Fs(Hz)以及文件中每數(shù)據(jù)編碼時所用的位數(shù)(bits)。 19wavwrite 功能：向Microsoft WAV聲音文件（.wav）中寫入聲音數(shù)據(jù) 格式一： wavwrite (A, 文件名.wav) 向指定的文件中寫入聲音數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在A中以一個通道一列的方式安排，幅值超過 -1, +1范圍時，在寫入前先進行剪裁處理。 格式二： wavwrite(A, Fs, 文件名.wav) 用指定的數(shù)據(jù)采樣Fs(Hz) 寫入聲音數(shù)據(jù)。,4.2.5 基本數(shù)學(xué)函數(shù),4.2.5.1 三角函數(shù) 1正弦sin函數(shù)與反正弦函數(shù)asin函數(shù) 格式：Asin(X) 功能：對矩陣或數(shù)組X的每個元素求正弦值，所有角度用弧度表示。 格式：Xasin(A) 功能：對于A的元素求反正弦值，結(jié)果為弧度。,2雙曲正弦sinh函數(shù)與反雙曲正弦函數(shù)asinh函數(shù) 格式：Asinh(X) 功能：對矩陣或數(shù)組X的每個元素求雙曲正弦值。 格式：Xasinh(A) 功能：對于A的元素求反雙曲正弦值。,3余弦cos函數(shù)與反余弦函數(shù)acos函數(shù) 格式：Acos(X) 功能：對矩陣或數(shù)組X的每個元素求余弦值，所有角度用弧度表示。 格式：Xacos(A) 功能：對于A的元素求反余弦值，結(jié)果為弧度。,4雙曲余弦cosh函數(shù)與反雙曲余弦函數(shù)acosh函數(shù) 格式：Acosh(X) 功能：對矩陣或數(shù)組X的元素求雙曲余弦值。 格式：Xacosh(A) 功能：對于A的元素求反雙曲余弦值。,5正切tan函數(shù)與反正切函數(shù)atan函數(shù) 格式：Atan(X) 功能：對矩陣或數(shù)組X的每個元素求正切值，所有角度用弧度表示。 格式：Xatan(A) 功能：對于A的每個元素求反正切值，結(jié)果為弧度。,6四象限反正切atan2函數(shù) 格式：P=atan2(Y，X) 功能：四象限反正切函數(shù)。返回大小與Y、X相同的矩陣或數(shù)組，由Y和X對應(yīng)元素的 實部求反正切值得到，其中虛部忽略。,7雙曲正切tanh函數(shù)與反雙曲正切atanh函數(shù) 格式：Atanh(X) 功能：對于X的每個元素求雙曲正切值。 格式：Xatanh(A) 功能：對于A的每個元素求反雙曲正切值。,8正割sec函數(shù)與反正割asec函數(shù) 格式：Asec(X) 功能：對X的每個元素求正割。 格式：Xasec(A) 功能：返回A的每個元素的反正割值。,9雙曲正割sec函數(shù)與反雙曲正割asec函數(shù) 格式：Asech(X) 功能：對X的每個元素求雙曲正割。 格式：Xasech(A) 功能：返回A的每個元素的反雙曲正割值。,10余割csc函數(shù)與反余割acsc函數(shù) 格式：Acsc(X) 功能：對X的每個元素求正割。 格式：Xachc(A) 功能：返回A的每個元素的反正割值。,11雙曲余割csch函數(shù)與反雙曲余割asch函數(shù) 格式：A=csch(X) 功能：對X的每個元素求雙曲余割。 格式：Xacsch(A) 功能：返回A的每個元素的反雙曲余割值。,12余切cot函數(shù)與反余切acot函數(shù) 格式：A=cot(X) 功能：對X的每個元素求余切。 格式：Xacot(A) 功能：返回A的每個元素的反余切值。,13雙曲余切coth函數(shù)與反雙曲余切函數(shù)acoth函數(shù) 格式：A=coth(X) 功能：對X的每個元素求雙曲余切。 格式：Xacoth(A) 功能：返回A的每個元素的反雙曲余切值,4.2.5.2 指數(shù)、對數(shù)、冪運算,1指數(shù)exp函數(shù)與自然對數(shù)log函數(shù) 格式：Aexp(X) 功能：返回X每個元素的以e為底的指數(shù)值。 格式：Xlog(A) 功能：返回A的每個元素的自然對數(shù)。,2常用對數(shù)logl0函數(shù) 格式：Xlogl0(A) 功能：對A的每個元素求常用對數(shù)。,3 log2函數(shù)和冪函數(shù)pow2 格式：Xlog2(A) 功能：對A的每個元素計算其以2為底的對數(shù)。 格式：A=pow2(X) 功能：A的元素為2對X每個元素求冪得到。,4平方根函數(shù) 格式：A=sqrt(X) 功能：返回對數(shù)組X每個元素求平方根的數(shù)組，如果元素為負(fù)或復(fù)數(shù)，則結(jié)果為復(fù)數(shù)。,4.2.5.3 復(fù)數(shù)的基本運算,1求復(fù)數(shù)實部函數(shù)real 格式：X=real(Z) 功能：返回復(fù)數(shù)Z的每個元素的實部。 2求復(fù)數(shù)的虛部函數(shù)imag 格式：Y=imag(Z) 功能：返回復(fù)數(shù)Z的每個元素的虛部。 3絕對值和復(fù)數(shù)模函數(shù)abs 格式：A=abs(Z) 功能：返回Z每個元素的絕對值。如果Z的元素是復(fù)數(shù)，則返回其模。,4求相角函數(shù)angle 格式：P=angle(Z) 功能：對Z的每個元素求相角。 5共軛函數(shù)conj 格式：C=conj(Z) 功能：對Z的每個元素求共軛復(fù)數(shù)。,4.2.5.4 數(shù)據(jù)的取舍與保留,1向0方向取整數(shù)函數(shù)fix 格式：I=fix(X) 返回X中每個元素的最靠近零的整數(shù)。若X為復(fù)數(shù)，則分別對X的實部和虛部取整。,2向-方向取整數(shù)函數(shù)floor 格式：I=floor(X) 返回X中每個元素的最靠近該元素的最小整數(shù)。若X為復(fù)數(shù)，則分別對X的實部和虛部取最小整。,3向-方向取整數(shù)函數(shù)ceil 格式：I=ceil(X) 返回X中每個元素的最靠近該元素的最大整數(shù)。若X為復(fù)數(shù)，則分別對X的實部和虛部取最大整數(shù)。 4四舍五入取整數(shù)函數(shù)round 格式：I=round(X) 返回X中每個元素的最靠近該元素的整數(shù)。若X為復(fù)數(shù)，則分別對X的實部和虛部取整數(shù)。,5模數(shù)余函數(shù)mod 格式：M=mod(X，Y) 返回X關(guān)于Y的余數(shù)。 6除后余數(shù)函數(shù)rem 格式：M=rem(X，Y) 功能：返回X關(guān)于Y的余數(shù)。,7符號函數(shù)sign 格式：s=sign(X) 如果X大于零，則返回1；如果X等于零，則返回0；如果X小于零，則返回-1。 如果X為復(fù)數(shù)，則算法為：SIGN(X) = X ./ ABS(X)。,4.2.6 基本繪圖方法,2.6.1 圖形窗口的控制,在MATLAB中，圖形的繪制必須在圖形窗中進行。通常，只要執(zhí)行了任意一種繪圖命令，圖形窗口(Figure)就會自動產(chǎn)生。此時，所生成的圖形窗口稱為當(dāng)前圖形窗，繪圖命令所繪制的圖形將在當(dāng)前圖形窗中完成。 1figure命令 格式：figure 或 figure(N) 功能：創(chuàng)建一個圖形窗口。使編號為N的圖形窗口成為當(dāng)前圖形窗口，即圖形窗口處于可視狀態(tài)。如果窗口N不存在，則將創(chuàng)建一個句柄為N的圖形窗口。,2clf命令：清除當(dāng)前圖形窗口中的所有的內(nèi)容。 格式：clf 3close命令：關(guān)閉圖形窗口 格式一：close 或 close (N) 關(guān)閉當(dāng)前圖形窗口或指定編號N的圖形窗口。 格式二：close all 關(guān)閉所有圖形窗口。,4hold命令 格式：hold on (off) 功能：保持當(dāng)前圖形窗的內(nèi)容，或取消hold on的命令功能，恢復(fù)系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)。通常，MATLAB在執(zhí)行某一繪圖命令時，系統(tǒng)會自動將當(dāng)前圖形窗口中的內(nèi)容清除，然后再繪制。hold命令的功能就是保持當(dāng)前圖形窗的內(nèi)容，使后續(xù)繪制函數(shù)仍可該圖形窗口中完成繪圖，實現(xiàn)一張圖中繪制多個圖形。若再鍵入hold命令就解除凍結(jié)。這種拉線開關(guān)式的控制有時會造成混亂，可以用hold on和hold off命令來得到確定的狀態(tài)。 5subplot命令 功能：將一個圖形窗口劃分為多個子圖形窗口 格式：subplot(m,n,p) 或 subplot(nmp) 將圖形窗口分成nm個子圖形窗口，并選擇第p個子圖形窗口作為當(dāng)前圖形窗口，供繪制函數(shù)作圖使用。,1. 二維圖形繪制命令plot,MATALB為用戶提供了一個基本的二維曲線繪圖函數(shù)plot。 格式一： plot(y)-輸入一個數(shù)組的情況 功能：如果y是一個數(shù)組，函數(shù)plot(y)給出線性直角坐標(biāo)的二維圖，該二維圖以y中元素的下標(biāo)作為X坐標(biāo)，y中元素的值作為Y坐標(biāo)，一一對應(yīng)畫在XY坐標(biāo)平面圖上，而且將各點以直線相連。若y的元素是復(fù)數(shù)，則plot(y)等價于plot(real(y),imag(y)，其中real(y)是y的實部，imag(y)是y的虛部。若y是矩陣，就按列繪制曲線，曲線的條數(shù)等于y矩陣的列數(shù)。,格式二： plot(x,y)-輸入兩個數(shù)組的情況 功能：繪出以x元素為橫坐標(biāo)、y元素為縱坐標(biāo)的曲線。數(shù)組x和y必須具有相同長度。,4.2.6.2 二維圖形的繪制,2線型、標(biāo)記符號及顏色的設(shè)置 為了設(shè)定線型、顏色以及標(biāo)記符號，用戶只需在plot的輸入變量組后面，加一個引號，在引號內(nèi)部放入線型、顏色以及標(biāo)記符號的標(biāo)志符即可完成。 格式一： plot（y，字符串） 格式二：plot（x, y，字符串）,3圖形的標(biāo)注、網(wǎng)格以及圖例說明 (1) 添加圖形標(biāo)題命令title 格式：title(string) 功能：在當(dāng)前坐標(biāo)系的頂部加一個文本串string，作為該圖形的標(biāo)題。,(2) 添加坐標(biāo)軸標(biāo)志函數(shù)xlabe、 ylabel、zlabel 格式：xlabel(text) 或 ylabel(text) 或zlabel(text) 功能：給當(dāng)前X軸或Y軸或Z軸標(biāo)注文本標(biāo)注。,(3)設(shè)置網(wǎng)格線命令grid 格式：grid on(off) 功能：對當(dāng)前坐標(biāo)圖加上網(wǎng)格線或撤消網(wǎng)格線。若直接調(diào)用grid命令即可設(shè)置或撤消 網(wǎng)格線。 (4)圖形標(biāo)注函數(shù)legend 格式：legend( string1, string2, string3, .) 功能：在當(dāng)前圖中添加圖例。 格式：Legend off 功能：撤消當(dāng)前坐標(biāo)圖上的圖例。,4坐標(biāo)軸的形式與刻度 (1)設(shè)置坐標(biāo)軸函數(shù)axis 格式一：axis(xmin，xmax，ymin，ymax) 功能：對當(dāng)前二維圖形對象的X軸和Y軸進行標(biāo)定。 格式二：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax) 功能：對當(dāng)前三維圖形對象的X、Y和Z軸進行標(biāo)定。 格式三：axis off(on) 功能：使坐標(biāo)軸、刻度、標(biāo)注和說明變?yōu)椴伙@示（顯示）狀態(tài)。 格式四：axis(manual) 功能：將凍結(jié)當(dāng)前的坐標(biāo)比例，以后的圖形均以此比例繪出。,(2)對數(shù)坐標(biāo)軸命令semilogx、 semilogy、loglog 格式：semilogx() 功能：在X軸上采用常用對數(shù)來進行標(biāo)定。該命令的調(diào)用格式與plot函數(shù)的調(diào)用格式相同。 格式：semilogy() 功能：在Y軸上采用常用對數(shù)來進行標(biāo)定。該命令的調(diào)用格式與plot函數(shù)的調(diào)用格式相同。,(3)極坐標(biāo)函數(shù)polar 格式：polar(theta, rho) 功能：繪制極角為theta, 極徑為rho的極坐標(biāo)圖形。 格式：polar(theta,rho,s) 功能：繪制由S指定樣式、顏色的極坐標(biāo)圖形。,(4)圖形邊框控制命令box 格式：box on(off) 對所繪制的圖形添加圖形邊框(默認(rèn)狀態(tài))，或關(guān)閉圖形邊框。,5.二維圖形其它的相關(guān)函數(shù)命令 (1)獲取函數(shù)ginput 格式：X，Y=ginput(N) 功能：從當(dāng)前的坐標(biāo)圖上獲得N個點的數(shù)據(jù)，并返回這N個點的相應(yīng)X、Y坐標(biāo)向量。 指針可以由鼠標(biāo)或鍵盤上的除回車以外的任意鍵來進行輸入，回車鍵是用來在N個數(shù) 據(jù)點輸完以前強行停止輸入的。,(2)圖形填充函數(shù)fill 格式：fill( X, Y, C) 功能：填充二維多邊形，多邊形由向量X，Y來定義，填充的色由C來確定。多邊形的頂 點是由一組X，Y元素來確定，必要時應(yīng)組成一個閉合的曲線。C可以從r,g,b,c,m,k 選出一種色填充也可以是一個GRB向量r,g,b，用它來確定所填充的色。,4.2.6.3 多條曲線的繪制,在MATALB中，通常，在一張圖上繪制多條曲線有以下4種方法。 1使用plot(t, y1 ,y2, )命令 該語句中t是向量，y=y1,y2是矩陣，若t是列向量，則y的列(行)長應(yīng)與t長度相同。 Y的列(行)數(shù)就是曲線的條數(shù)。,2. 使用hold命令 在畫完前一張圖形后，用hold命令保持住該圖形窗口中的內(nèi)容，再畫下一條曲線。,3. 利用plot(x1, y1, x2, y2, ., xn, yn)語句 在該語句中，x1, y1, x2, y2, ., xn, yn等分別為向量對。每一對X-Y向量可以繪出一條圖線，這樣就可以在一張圖上畫出多圖線，每一組向量對的長度可以不同，在其后面都可加線型標(biāo)志符。,4使用plotyy命令： plotyy(x1, y1, x2, y2) 它設(shè)有兩個坐標(biāo)，左縱坐標(biāo)對應(yīng)y1，右縱坐標(biāo)對應(yīng)y2，以便繪制兩個y尺度不同 的變量，但x仍用同一個比例尺。,2.6.4 復(fù)數(shù)的繪圖 當(dāng)plot(z)中的z為復(fù)數(shù)變量時(即含有非零的虛部)，MATLAB把復(fù)數(shù)的實部作為橫坐標(biāo)、虛部作為縱坐標(biāo)繪圖，即相當(dāng)于plot(real(z)，imag(z)。,4.2.6.5 三維曲線和曲面,1空間曲線繪制函數(shù)plot3( ) 格式一：plot3(x,y,z) 功能：若x、y、z為相同長度的向量，則根據(jù)向量x、y、z繪制空間三維曲線。如果x、 y、z為同階矩陣，則繪制對應(yīng)列的多條曲線。 格式二：plot3(x, y, z, s) 功能：按字符串s設(shè)置的線型、顏色、標(biāo)記符號繪制三維空間曲線。字符串s的設(shè)置與 plot命令的設(shè)置相同。,2三維網(wǎng)線圖函數(shù)mesh、meshc和meshz MATALB提供的函數(shù)mesh用來繪制三維網(wǎng)線圖。 格式一：mesh(X,Y,Z) 功能：根據(jù)矩陣X、Y和Z繪制彩色的空間三維網(wǎng)線圖。X、Y和Z中對應(yīng)的元素為三維空間上的點，點與點之間用線連接。其中網(wǎng)線的顏色隨著網(wǎng)點高度的改變而改變。 格式二：mesh(x,y,Z) 功能：n維向量x、m維向量y和mn矩陣Z繪制網(wǎng)線圖，節(jié)點的坐標(biāo)為(x(j),y(i),Z(i,j)，網(wǎng)線的顏色隨著網(wǎng)點高度的改變而改變。,x=-10:0.05:10;y=-8:0.05:8; X,Y=meshgrid(x,y); Z=sin(sqrt(X.2+Y.2)./sqrt(X.2+Y.2); mesh(X,Y,Z),3三維曲面圖函數(shù)surf及surfc 格式一：surf(X, Y, Z, C) 功能：繪制由四個矩陣所指定的帶色參數(shù)的網(wǎng)狀表面圖。視角是由view所指定。軸的刻度決定于X，Y及Z的范圍，或當(dāng)前對軸的設(shè)定；顏色范圍由C指定。 格式二：surf(X，Y，Z) 功能：將C設(shè)為與Z相等，則顏色與網(wǎng)的高度成正比。,4視圖函數(shù)view 格式一：view(az, el) 或 view(az,el ) 功能：設(shè)置觀察者觀察三維圖形的視角。az是方位角或者是水平旋轉(zhuǎn)角度，el是仰角。 格式二：view(2) 或 view(3) 功能：設(shè)置觀察三維圖形視角的默認(rèn)值(az=0,el=90; az=-37,el=30) 格式三：az, el=view 功能：返回當(dāng)前的方位和視角,4.2.7 M文件及程序調(diào)試與變量屬性,M文件：由MATLAB命令語句構(gòu)成的程序文件稱作M文件，它將m作為文件的擴展名?？梢灾苯娱喿x并用任何文本編輯器來建立這種文件。 M文件可分為兩種：主程序和子程序。 主程序 (也稱主程序文件)： 一般是由用戶為解決特定的問題而編制的程序。 子程序 (稱為函數(shù)文件)：它必須由其它M文件來調(diào)用。函數(shù)文件往往具有一定的通用性，并且可以進行遞歸調(diào)用。,(1)有關(guān)程序的功能、使用方法等內(nèi)容的注釋。主程序前面的若干行通常是程序的注釋， 每行以“”開始。 (2)程序的主體。 (3)整個程序應(yīng)按MATLAB標(biāo)識符的要求起文件名，并加上后綴m。,對主程序文件的運行方式通常有兩種： 在MATLAB的命令窗口中運行：在MATLAB的命令窗中鍵入此程序的文件名后，系統(tǒng)就開始執(zhí)行文件中的程序； 在編輯窗口中運行：通過編輯窗口打開所要運行的文件，然后再運行。主程序文件中的語句可以對MATLAB工作空間中的所有數(shù)據(jù)進行運算操作。,4.2.7.1 M文件的結(jié)構(gòu) 主程序文件的格式特征如下：,2函數(shù)文件結(jié)構(gòu) 函數(shù)文件是用來定義子程序的。它與主程序文件的主要區(qū)別有三點： (1)由f