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1、Matlab 数据处理基础,王龑 南京大学,将下列函数在-2,2适当离散化，计算并画图,break 中断 break 中断for, while循环语句的执行，在嵌套循环结构中， break从最里层循环退出。 continue 继续 与for, while循环语句一起使用，结束本次循环，即跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判断。,单窗口多曲线分图绘图,subplot(1,3,1); plot(t,y1)subplot(1,3,2); plot(t,y2)subplot(1,3,3); plot(t,y3),subplot(3,1,1);plot(t,y)subplot(3,
2、1,2);plot(t,y3)subplot(3,1,3);plot(t,y2),多窗口绘图,figure(n) 创建窗口函数，n为窗 口顺序号。 t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y) 自动出现第一个窗口 figure(2) plot(t,y1) 在第二窗口绘图 figure(3) plot(t,y2) 在第三窗口绘图,图形加注功能,将标题、坐标轴标记、网格线及文字注 释加注到图形上，这些函数为： title 给图形加标题 xlable 给x轴加标注 ylable 给y轴加标注 text 在图形指定位
3、置加标注 gtext 将标注加到图形任意位置 grid on(off) 打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例 axis 控制坐标轴的刻度 注：也可以直接在figure窗口进行鼠标操作,例：t=0:0.1:10； y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-); x=1.7*pi;1.6*pi; y=-0.3;0.8; s=sin(t);cos(t); text(x,y,s); title(正弦和余弦曲线); legend(正弦,余弦) xlabel(时间t),ylabel(正弦、余弦) grid axis square,axis的用法还有： axis(
4、xmin xmax ymin ymax) 用行向量中 给出的值设定坐标轴的最大和最小值。 如axis (-2 2 0 5) axis equal 将两坐标轴设为相等 axis on(off) 显示和关闭坐标轴的标 记、标志 axis auto 将坐标轴设置返回自动缺 省值,绘制函数图函数,fplot的调用格式: fplot(fun,lims) 绘制函数fun在x区间 lims=xmin xmax的函数图。 fplot(fun,lims,s) 以指定线形绘图。,fplot(sin(x),tan(x),cos(x),2*pi*-1 1 -1 1),符号函数的简易绘图函数,ezplot的调用格式：
5、ezplot(f) 这里f为包含单个符号变量x的符号表达式，在x轴的默认范围 -2*pi 2*pi内绘制f(x)的函数图 ezplot(f,xmin,xmax) 给定区间 ezplot(f,xmin,xmax,figure(n) 指定绘图窗口绘图。,ezplot(sin(x)ezplot(sin(x),cos(y),-4*pi 4*pi,figure(2),特殊二维绘图函数,bar 绘制直方图 polar 绘制极坐标图 hist 绘制统计直方图 stairs 绘制阶梯图 stem 绘制火柴杆图 rose 绘制统计扇形图 comet 绘制彗星曲线,errorbar 绘制误差棒图 compass
6、复数向量图(罗盘图) feather 复数向量投影图(羽毛图) quiver 向量场图 area 区域图 pie 饼图 convhull 凸壳图 scatter 离散点图,例，绘制阶梯曲线 x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,y),例：绘制极坐标绘图 t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);polar(t,y),例：绘制火柴杆绘图 t=0:0.2:2*pi; y=cos(t); stem(y),例：绘制直方图 t=0:0.2:2*pi; y=cos(t); bar(y),例：绘制彗星曲线图 t= -pi:pi/500:pi; y=tan(sin(t
7、)-sin(tan(t); comet(t,y),a=rand(200,1);b=rand(200,1);c=rand(200,1);scatter(a,b,100,c,p),三维线图,plot3 基本的三维图形指令 调用格式： plot3(x,y,z) x,y,z是长度相同的向量 plot3(X,Y,Z) X,Y,Z是维数相同的矩阵 plot3(x,y,z,s) plot3(x1,y1,z1,s1, x2,y2,z2,s2, ),二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。定义三维坐标轴 大小 axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax ) grid on(off)
8、绘制三维网格 子图和多窗口也可以用到三维图形中,例：绘制三维线图 t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),r:),三维网格图,mesh 三维网线绘图函数 调用格式： mesh(z) z为nm的矩阵，x与y 坐标为元素的下标 mesh(x,y,z) x, y, z分别为三维空 间的坐标位置,例，矩阵的三维网线图 z=rand(6); 0.8808 0.0729 0.4168 0.7694 0.3775 0.4776 0.3381 0.7101 0.0964 0.6352 0.3826 0.7086 0.1895 0.8791 0.6747 0.8965 0.6
9、876 0.2380 0.7431 0.3594 0.5626 0.8784 0.1217 0.3910 0.7189 0.0899 0.8130 0.4865 0.0768 0.9759 0.8792 0.1610 0.8782 0.1131 0.1433 0.6288 z=round(z) 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 mesh(z)；,mesh(z),三维曲面图,surf 三维曲面绘图函数，与网格图 看起来一样 与三维网线图的区别： 网线图：线条有颜色，空挡是无色的 曲面图：
10、线条是黑色的，空挡有颜色（把 线条之间的空挡填充颜色，沿z轴按每一网 格变化,调用格式： surf(x,y,z) 绘制三维曲面图，x,y,z 为图形坐标向量 例： X,Y,Z=peaks(30) peaks为matlab 自动生成的三维测 试图形 surf(X,Y,Z),surfc(X,Y,Z) 带等高线的曲面图 X,Y,Z=peaks(30);surfc(X,Y,Z),surfl(X,Y,Z) 被光照射带阴影的曲面图 X,Y,Z=peaks(30);surfl(X,Y,Z),视角(函数view(az,el) az -方位角；el - 俯视角 省缺值为：az=-37.5; el=30 例。观察
11、不同视角的波峰图形 z=peaks(40); subplot(2,2,1);mesh(z); subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60); subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0); subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);,水线图（waterfall) waterfall(peaks(30),matlab的工作模式,指令驱动模式 通常matlab以指令驱动模式工作，即在matlab 窗口下当用户输入单行指令时，matlab 立即处理这条指令，并显示结果，这就是matlab命令行方式。 命令行操作时，mat
12、lab窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。,命令行方式程序可读性差，而且不能存储，对于复杂的问题，应编写成能存储的程序文件。 m文件模式 将matlab语句构成的程序存储成以m为扩展名的文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文件模式。 程序文件不能在指令窗口下建立，因为指令窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。,m文件,m文件的类型是普通的文本文件，我们可以使用系统认可的文本文件编辑器来建立m文件。 具体的创建方法： 在matlab命令窗 口点击file 菜单 new m-file （也可直接点file下面 的新建图标）,m文件 它只是一个简单的ASCII码文本文件，执行程
13、序时逐行解释运行程序，matlab是解释性的编程语言。 m文件有两类 独立的m文件 称脚本m文件 可调用m文件 称函数m文件 m文件包括两部分：注释文件和程序文件,脚本m文件 脚本m文件实际上是一串指令的集合，与在命令窗口逐行执行文件中的所有指令，其结果是一样的。没有输入输出参数。 函数m文件 需要输入变量，返回输出变量 matlab用户可以根据需要编辑自己的m文件，它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大地扩展了matlab 的能力。 对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文件，则可形成新的工具箱。 这种用matlab语言创建定义新的matlab函数的功能，正体现了matlab语言强大的扩展
14、功能。,函数m文件的格式： function 返回变量=函数名（输入变量） 注释说明语句段 程序语句段 特定规则： 函数m文件第一行必须以单词function作为引导词，必须遵循如下形式： function =() m文件的文件名最好是 .m 程序中的变量均为局部变量，不保存在工作空间中。 其变量只在函数运行期间有效。,nargin和nargout是库函数，可以检查m文件的输入和输出参数的个数 如 nargin（sin） 在函数m文件中，可以用varargin和varargout实现可变长度的输入和输出参数个数。 （注意varargin是cell型的）,函数M文件例,function s=te
15、st(varargin) s=0; for n=1:length(varargin1) s=s+varargin1(n); end 调用test（1：10）,编写脚本m文件,计算1到100的平方和,Fourier变换,一般信号都是以时间-幅度的形式记录的（时间序列），对它的分析称为时域分析 Fourier变换是把时间序列的不同频率成分提取出来（利用Fourier基底的正交归一和完备性），将信号表示成频率-幅度的形式，对它的分析称为频域分析,Fourier变换,Fourier变换,Matlab中的离散fourier变换 fft, ifft, fft2, ifft2, fftn, ifftn Y=
16、fft(x) 对向量x进行离散fourier变换，若x是矩阵则对每一列分别操作 Y=fft（x, n）用n限制x的长度，若x的长度小于n则后面补0，若x的长度大于n，则只对前面n个数进行变换 help fft ， 注意matlab中fft的定义,例：fft的应用, t=0:1/512:(4-1/512); %采样时间点 n=randn(1,2048); %相应点的噪声 s=0.3*sin(2*pi*150*t); %相应点的信号 d=n+s; %实际采集的数据 subplot(2,1,1);plot(t(1:500),d(1:500) x=fft(d); %数据的DFT subplot(2,1,2);plot(0:1/4:256-1/4,abs(x(1:1024),直方图,n,y=his
