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1、 11MATLAB的基本构成与操作111MATLAB主界面的启动与退出112MATLAB主界面的结构与功能113命令窗口的基本操作命令114键盘快捷操作115帮助功能的操作116MATLAB程序的编辑与调用117常用标点操作符12变量、数据和函数的表示与操作121变量、数据与函数122默认常量及使用123数据生成与元素的基本操作124数值型变量及操作125字符(串)型变量及操作126符号型变量与符号函数及其操作127变量(数据)的输入/输出13运算符131算术运算符132逻辑运算符133关系运算符134测试判断函数命令第1章 MATLAB操作基础1.1 MATLAB的基本构成与操作MATLAB
2、的基本构成包括界面结构、功能选择、基本操作和程序运行等。运用该软件可实现6个方面的功能：1) 数值计算与分析；2）符号解析运算与变换；3）建模与仿真分析；4）数据可视化；5）图形处理与可视化；6）基于图形用户界面的应用与开发。本节简要介绍MATLAB用户界面的基本结构、功能操作、变量与数据、符号函数及运算符等使用方法。41.1.1 MATLAB主界面的结构与功能图图1-1 MATLAB的主界面MATLAB*.*主界面主要由一个主菜单栏、一个图标工具栏和五个子窗口组成。开机默认状态下只显示三个子窗口，分别是：工作空间Workspace、命令窗口Command Window和命令历史窗口Comma
3、nd History。1.1.2 MATLAB主界面的结构与功能1. MATLAB主界面的结构组成2. 菜单及工具栏的组成及功能（1） 菜单栏（2）工具栏3. MATLAB主要窗口及其功能（1） 工作空间Workspace （2）命令窗口Command Window（3）命令历史记录窗口Command History用户除了可以利用上述介绍的菜单功能对MATLAB主界面进行操作外 ，还可以在命令窗口中输入命令语句进行相关操作。表1-1给出命令窗 口的常用命令及其功能说明表1_1操作。1.1.3 命令窗口的基本操作命令按键及其组合可以实现对MATLAB的简便操作，表1-2给出常用的快捷功能键说明
4、。1.1.4 键盘快捷操作MATLAB的帮助如图1-5所示，具有十分强大的信息查询和编程实例及演示功能，是学习MATLAB编程方法的重要途径之一。进入帮助界面有许多途径。1.1.5 帮助功能的操作1. 由主界面主菜单进入帮助 1.1.5 帮助功能的操作2. 从主界面中的Launch Pad窗口中进行查找4. 由命令窗口得到帮助信息从图标工具栏中点击图标“？”。选中之后的操作方法与1相同。从菜单ViewLaunch Pad，或从Workspace窗口底部点击 “Launch Pad”，会弹出 显示MATLAB目录的Launch Pad窗口。从中选择“MATLAB”“Help”进入帮助界面 ，从目
5、录列表并逐级打开查阅。3. 从图标工具栏进入帮助 在主菜单中选择HelpMATLAB Help，会弹出如图1-5a所示的MATLAB帮助界面。图1-6 使用helpwin cd 的查询结 果1.1.5 帮助功能的操作1.1.6 MATLAB程序的编辑与调用1. M文件的创建与保存（1）M文件的创建（2）M文件的保存（3）打开已有的M文件2 程序的调用和运行1）复制程序段到命令窗口2）在M文件中直接激活3）在命令窗口中运行M文件在MATLAB中，标点符号有着严格的规定，具有特定的含义和功能，在 操作和程序设计中起着非常重要的作用，应当熟悉记牢。常用标点符号的功 能与说明见表1-3。1.1.7 常
6、用标点操作符变量定义的规则：1）变量的第一个起始符号必须是英文字母，之后可以用任意的数字、字母字符、下划线等符号组成；2）通常变量长度不超过18个符号；3）变量区分字母的大小写，如，abc和Abc是两个不同的变量。1.2.1 变量、数据与函数1.2 变量、数据和函数的表示与操作1.2.2 默认常量通常情况，建议尽量避开对默认常量的使用。常用的默认常量如表1-4所示。1.2.3数据生成元素的基本操作 MATLAB对数据或变量是以矩阵、向量或数组的结构形式进行表示和存放，运算也是采用矩阵、向量或数组方式进行。1. 数据的结构 MATLAB所使用的变量结构包括矩阵、向量、单元数组等。矩阵结构（如N行
7、M列矩阵）是1N行向量或N1列向量和单变量11）的一般形式。2. 矩阵的生成与操作(1) 矩阵的一般生成方法(2) 矩阵元素的排序与提取(3)常用数组和矩阵的生成函数命令3. 数组序列(向量)的生成数组序列是向量的一种表示形式，常用于循环语句的循环指针或坐标点(或采样点)。也可作为向量进行运算。1.2.3数据生成元素的基本操作4. 单元数组的生成与操作单元数组可以认为是MATLAB中矩阵的一种特殊结构。单元数组的每一个元素都是一个单元，单元内可以存放任何类型和大小的数组。也可以用矩阵或向量的结构形式表示。可以利用赋值语句生成数组。5. 数据元素的基本操作变量的操作是指对变量元素进行操作，实质上
8、就是对矩阵元素的操作。除特殊场合，以下的操作适合矩阵、向量和数组等元素的提取、结构的转置、旋转和翻折等。1.2.4 数值型变量及操作数值型变量可以表示为实数和虚数，如a=5+3i或a=5+3j，其中i和j是 MATLAB默认的虚数常量。当它们被指定为其他变量时，则不再是虚 数表示。可用语句i=sqrt(-1)将其恢复为默认的虚数常量。1. 数值型变量的表示2. 数值变量精度的设定 数值变量可以表示和转换成不同的数据类型，如二进制、十六进制等。常用命令及说明如表1-8所示。3. 数值变量的转换1.2.4 数值型变量及操作191.2.5 字符(串)型变量及操作 在MATLAB中可使用一个字符或一串
9、字符来表示一个变量，并进行 相应的运算。其定义格式为：s=字符（串）字符变量s可以是字符（串）数组、向量或矩阵的形式。字符是以ASCII 码的形式进行保存和运算。常用字符（串）型变量的基本操作命令如表1 -9所示。1.2.6 符号型变量与符号函数及其操作 1. 符号变量及符号函数的定义（1） 符号变量的定义格式syms varlist type （2） 符号函数的定义格式符号函数的定义由两部分组成: 定义符号变量; 定义符号函数。定义格式为syms varlist type （3）用sym(*)定义符号函数可用一条命令语句定义，其格式为：f=sym(function construction)
10、3. 符号矩阵与操作符号矩阵的定义和使用方式与符号变量相同。符号表示的矩阵和向量是数组结构，其中的元素为符号表达式，可用如下函数命令来生成：A=sym(*) 将矩阵*转换为符号矩阵。或者syms 定义矩阵中的符号A=* 定义符号矩阵1.2.6 符号型变量与符号函数及其操作 2.符号变量及符号函数的常用操作1.2.7 变量(数据)的输入/输出 MATLAB将所有的输入/输出数据保存在固定的位置直到执行清除命令clear或退出MATLAB环境为止。 在MATLAB中，对数据的运算都是以变量名进行操作的，用于保存数据的文件称为数据文件。 数据文件分为二进制文件和ASCII码文件。二进制文件的扩展名为
11、.mat，该文件可以保存多个变量，但在MATLAB处理时不能成为共享变量。ASCII码文件的扩展名为.dat，该文件保存一个变量，可作为多个程序的共享变量。 1. 数据的输入 通过菜单操作导入； 通过命令语句导入； 通过Workspace窗口导入。1.2.7 变量(数据)的输入/输出2. 数据的输出保存3. Word数据文档的转换与输入在实际中，许多统计或测量数据可能是记录在Word文档、Excel或者记事本中。MATLAB具有对这些文本进行打开和转换的功能，使外来数据的导入变得简便易行。但前提是这些数据必须以矩阵或向量的形式保存在文档中。对于Excel文件，MATLAB可以直接读取数据。 *
12、24图1-12 Word文档转换为 MATLAB数据文件的操作过程4. 显示输入/输出变量MATLAB提供了输入提示函数命令input(*) 其功能是等待用户在线输入数据。当数据输入并回车后，程序才接着往下执 行。MATLAB还提供了一个显示变量或字符串命令fprintf(*,*) 其功能是显示*及其内容。表1-11给输入输出的常用格式及说明。1.2.7 变量(数据)的输入/输出1.3 运算符 MATLAB的运算方式分为三大类： 算术运算（Arithmetic operation），用于加减乘除四则运算； 逻辑运算（Logical operation），用于逻辑运算和状态识别； 关系运算（Re
13、lational operation），用于比较判断。 由于MATLAB的运算符号较多，在编程时应特别注意变量的结构（Class）和运算的性质（如是符号运算还是数值运算）。1.3.1 算术运算符MATLAB的算术运算分为矩阵运算和数组运算。矩阵运算是指按矩阵理论的运算规则进行定义的运算方式。当矩阵为一个元素(即11矩阵)时则是通常所指的数的运算。 数组运算是指矩阵或向量之间对应元素的算术运算, 也称点运算。参与点运算的变量必须是同阶的。当变量是两个同阶矩阵时，称矩阵点运算。在加减运算时，矩阵运算和矩阵点运算一样，都是点运算。用于算术运算的常用运算符及其功能说明如表1-12所示。1.3.2 逻辑运算符在MATLAB中有四种基本的逻辑运算，即“与”、“或”、“非”和“异或”，如表1-13所示。1.3.3 关系运算符关系运算符主要用于比较各变量之间的大小关系和不等关系。比较结果的返回值为0时，表示比较结果不成立即假 ；为1时，表示成立即真。如，ab成立时，则返回值为1，否则返回值为0。关系运算符及说明如表1-14所示。1.3.4 测试判断函数命令在分析中有时需要对变量的状态和特性进行判断，称为测试或判断函数命令。常用的测试命令函数如表1-15。
