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1、常用软件数学教程 第 3 章 MATLAB 使用基础 第 1 节 MATLAB 的标识符和变量第 1 页（ 共 5 页）常用软件数学教程 第 3 章 MATLAB 使用基础 第 1 节 MATLAB 的标识符和变量第 2 页（ 共 5 页）第 3 章MATLAB 使用基础MATLAB，取自矩阵（Matrix）和实验室（Laboratory）两个英文单词的前 3 个字母，意即“矩阵实验室” 。它以矩阵作为基本数据单元，提供了数据分析、算法实现与应用开发的交互式环境。MATLAB 经历了近 30 年的发展历程。 20 世纪 70 年代中期，美国新墨西哥大学计算机系主任 Clever Moler 博
2、士及其同事在 1 国家自然科学基金的资助下，开发了调用LINPACK 和 EISPACK 的 Fortran 子程序。20 世纪 70 年代后期， Moleer 博士编写了相应的接口程序，并将其命名为 MATLAB。1983 年，Little 、 Moler 和 Bangert 等一起合作开发了第 2 代专业版 MATLAB， 1984 年 Moler 博士和一批数学家、软件专家成立了 MATH WORKS 公司，继续 MATLAB 的研制与开发，并着力将软件推向市场。1993 年，MATH WORKS 公司连续推出了 MATLAB3.x（第一个 Windows 版本） 、MATLAB4.0。
3、1997 年 MATH WORKS 公司推出了 MATLAB5.0。2000 年，MATH WORKS 公司推出了 MATLAB6.x。2004 年，MATH WORKS 公司推出了MATLAB7.0。MATLAB5.3 对应于 Release12，MATLAB6.0 对应于 Release13，MATLAB7.0对应于 Release14。MATLAB 分为总包和若干个工具箱，随着版本的不断升级，它的数值计算能力、数据可视化及符号计算功能也不断增强，逐步发展成为支持各种学科、多种工作平台的大型软件，获得了广大科技工作者的普遍认可。它不仅可以方便地实现数值分析、优化分析、数据处理、自动控制、信
4、号处理等领域的数学计算，还可以快捷实现关于可视化计算。图形绘制、场景创建和渲染。图像处理。虚拟现实和地图制作等分析处理工作。在欧美许多高校，MATLAB 已经成为线性代数、自动控制理论、概率论与数理统计、数字信号处理。时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本数学工具，是攻读学位本科生、研究生必须掌握的基本技能。在国内，这一语言也正逐步成为一些大学理工科专业的重要选修课。作为一种高级编程语言，MATLAB 具有下面 6 大特点： 语言简单易学。MATLAB 是一种解释执行语言，语句采用数学形式，语法规则与一般结构化高级语言（如 C 语言等）相差不大，并把编辑、编译、连接、执行功能融为一体，调试程序
5、手段丰富、调试速度快、可以快速排除输入程序时书写、语法等方面的错误，具有一般语言基础的用户都可以较快掌握。 代码短小高效。MATLAB 语言将矩阵作为最基本的数据单元，无须预先定义维数，函数是 MATLAB 中最基本、也是最重要的组成部分，而 MATLAB 将数学问题的许多算法编成了大量库函数，具有解决许多问题的工具箱。只要熟悉算法基本特点、函数调用格式和参数具体意义等内容，调用现成函数就可以较快地解决自己专业领域的许多问题。而不必再花很多时间去实现常规算法，从而可以使得所编写的代码文件简单短小，求解专业问题时高效方便。 计算功能强大。MATLAB 语言具有强大的矩阵数值计算功能。可以方便地处
6、理许多特殊矩阵，利用符号和函数可以对矩阵进行线性代数运算（加减乘除、转置和求逆等） ，适用于大型数值算法的编程实现。工具箱中有许多高性能的数值计算方法，可以解决实际应用中的许多数学问题，尤其是与矩阵计算有关的问题。 绘图非常方便。MATLAB 语言具有强大的绘图功能，它有很多绘图函数命令，可以绘制一般的二维或三维图形（如线形图、条形图、饼图、散点图、直方图等） ，也可以绘制工程特性较强的特殊图形（如玫瑰花图。极坐标图等） ，通过其可视化功能还可以绘制一些用于数据分析的图形（如矢量图、等值线图、曲面图、切片图等） ，并且可以生成快照并进行动画制作。使用 MATLAB 句柄图形对象并结合绘图函数可
7、以绘制自己常用软件数学教程 第 3 章 MATLAB 使用基础 第 1 节 MATLAB 的标识符和变量第 3 页（ 共 5 页）最为满意的图形，使用时只需调用不同的绘图函数，使得作图简单易行。 扩充功能强大。MATLAB 通常包含系统本身定义的大量库函数，用户也可以定义自己的函数，组成自己的工具箱，不仅进行数学运算时可以直接调用，而且库函数名称与用户文件保持形式一致，用户可以根据需要方便地建立或扩充库函数，方便地解决本领域内的计算问题，MATLAB 提供了与 Fortran、CC+语言及一些应用程序（如Excel）的接口，利用 MATLAB 编译器和运行服务器还可以生成独立的可执行程序，使用
8、户可以混合编程，也可以隐藏算法并避免依赖 MATLAB 平台环境。 帮助功能完整。MATLAB 采用基于 HTML 的自述文件，自述文件中不仅介绍了MATLAB 语言，还对各种算法的理论基础与算法实现进行了比较详细的说明，并给出了相应的常规实例，帮助功能比较完整，用户使用比较方便。本章介绍 MATLAB 的基础内容：数值计算、符号运算、绘图方法和编程入门。每部分都尽量介绍它们在数学中的应用，其中包括利用 MATLAB 进行的函数求值、矩阵运算和数学公式推导等方面的内容，并对以后常用的数据绘图和函数绘图也作了相当的介绍。这部分是 MATLAB 的重要基础，下面先介绍几个基本基础概念。3.1MAT
9、LAB 的标识符和变量1.标识符在 MATLAB 语言中把一串符号的组合叫 字符串（Character Array 或 String） ，而把标志变量、常量或文件名称的特定字符串称为标识符（Identifier ） ，不是任何字符串都可以成为标识符的，作为标识符的字符串必须是由英文字母（大；小写不等价，共计 52 个） 、阿拉伯数字和下划线等符号组成的字符串，它的第一个符号必须是英文字母。不符合这些规定的字符串，如“2sy” 、 “f(x)”、 “k-q”、 “文.01”等都不能作为标识符。2.MATLAB 中的数据及变量类型MATLAB 中有 3 种基本类型的数据，简介如下： 数值型数据简称
10、数值（ double Array 型数据） ：一般输入的数字均为数值数据，它包含实数、复数等。 字符串型数据简称字符量 （Char Array 型数据）：用英文格式单引号加以界定的数字、字符、各种符号、表达式、方程式和汉字等。 符号型数据简称符号量 （Sym Object 型数据）：用 sym 或 syms 可以把字符、表达式、方程、矩阵等定义成数学符号，称为符号型数据，它的运算结果为数学表达式。在指令窗口中键入 class(a)，按回车键即可得知已有变量 a 是那种类型是数据。 a=1+2+3a =6 class(a)ans =键入命令后，按回车键。输出结果。键入命令后，按回车键。输出结果。
11、常用软件数学教程 第 3 章 MATLAB 使用基础 第 1 节 MATLAB 的标识符和变量第 4 页（ 共 5 页）double 查询3.变量名及其赋值代表上述 3 种数据的标识符称为变量名。让某个变量名等价地代表确定的数值、字符串或符号数据，就称为给该变量赋值。变量名的赋值方法是用赋值符号“=” ，将其右边的数据或已赋过值的变量名赋给左边的标识符（变量名） 。通用格式为：变量名（ 标识符）= 数据或已赋过值的变量名此后，左边的变量名在参与各种运算或变换时完全等价地代表着右边的数据直到给它赋予新的数据。这 3 种类型的基本数据对应于 3 类变量名，它们分别代表着数值、字符串和符号数据，其标
12、识符分别被称为数值变量名、字符变量名和符号变量名。MATLAB 语言中各类数据的基本单元都是矩阵，因此与上述 3 种类型的数据相对应便有数值矩阵、字符串矩阵和符号矩阵，它们是进一步参与运算、操作的基本单元。单个的元素、向量（元素序列）都可以看作是矩阵的特例，自然以矩阵为基本单元进行的创建、常用软件数学教程 第 3 章 MATLAB 使用基础 第 1 节 MATLAB 的标识符和变量第 5 页（ 共 5 页）运算、变换等也适用于单个数值、单个字符串和单个符号量及由它们构成的向量。本节以后的讨论都是针对矩阵进行的，但对于不同的数据类型及相应的矩阵，元素规则和使用的运算符号不尽相同，下面分别予以介绍。
