2022年Matlab基础知识学习笔记 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载Matlab基础知识启 动 MATLAB 计 算在输入一行语句后按下【Enter】键， MATLAB会立即执行并显示结果；如果要MATLAB一次执行多行语句， 则在输入每行语句后按下【Shit + Enter】 键， 并在输入最后一行语句后按【Enter】键. 内 存 变 量 查 阅、 删 除 的 指令 操 作(1)查询内存变量在指令窗口 (Command Window) 中运行 who、 whos 查询 MATLAB的内存变量 . 这两个指令的差别仅在于获取内存变量信息的简单和详细程度不同. (2)删除内存变量clear 删除内存中的所有变量clear V1 V2 Vn 删

2、除内存中的变量V1 V2 Vn(注意：被删除的变量间用” 空格 ” 分隔 ). 编 辑 调 试 器 的开 启单击 MATLAB桌面的图标，打开空白的M 文件编辑器 . 单击 MATLAB桌面上的图标，填写所选文件名后，再单击【打开】按钮，即可展示响应的 M 文件编辑器 . 用鼠标左键双击当目录窗口中的所需M 文件，即可直接引出响应的M 文件编辑器 . HELP 命 令(1)运行 help help 将得到如何使用help 的帮助(2)运行 help 引出包含一系列主题(topics)分类列表(3)运行 help topic 引出具体主题下的函数名(Fun Name)列表例如：help elma

3、t Elementary matrices and matrix manipulation. Elementary matrices. zeros - Zeros array. ones - Ones array. eye - Identity matrix. (4)运行 help FunName 获得集体函数的用法例如：help eye 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载EY

4、E Identity matrix. EYE(N) is the N-by-N identity matrix. EYE(M,N) or EYE(M,N) is an M-by-N matrix with 1s on the diagonal and zeros elsewhere. (5)运行 helpbrowser 或 helpdesk 引出“帮助浏览器”. (6)运行指令 demo 便可以运行演示程序. Matlab简单运算及输入 1 矩 阵的 输 入 格 式直接输入矩阵时候，矩阵元素用“空格”或者“逗号”隔开，矩阵行用“分号”隔离，整个矩阵放在方括号“ ”内 .不必事先对矩阵维数做任何

5、说明. 例如：A = 1,2,3;4,5,6;7,8,9 或者A = 1 2 3;4 5 6;7 8 9 还可以分行输入：A=1 2 3; 4 5 6; 7 8 9 注意：表达符号一定要在英文状态下输入.MATLAB对矩阵大小写是敏感的.如果不用clear 指令清楚，或者重新赋值，那么该矩阵就会一直保存在工作空间中，直到指令窗(Command Window) 关闭 . 2 指 令的 续 行 输 入MATLAB用 3 个或 3 个以上的连续 黑点 (不是省略号 )表示“续行”，即表示下一行是上一行的继续 . 例如：S = 1 1 / 2 + 1/3 -1/4 + 1/5 1/6 + 1/7 1/

6、8 3 数 值、 变 量 和 表达 式1、数值的记述3 -98 0.002 9.88 1.4e-3 4.99e23 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载2、变量命名规则变量命名规则同VC. 3、MATLAB默认的预定义变量预定义变量含义预定义变量含义ans 计算结果realmax 最大正实数i 或 j 虚单元realmin 最小正实数pi 圆周率eps 机器零阈值inf 或 In

7、f 无穷大 ,如 1/0 nargin 函数输入宗量数目NaN 或 nan 非数 ,如 0/0 nargout 函数输出宗量数目4、运算符和表达式/表示左除， 表示右除 .对于数而言，左除与右除相同.即 a b 可以写作a/b 或者 ba. 表达式由变量名、运算符和函数名组成.符号” % ”为注释符，相等于VC中的” / ”. 优先级的规定：指数优先级最高，乘除次之，加减运算级最低. 括号可以改变运算顺序. 5(5)sqrt，5(5)abs，5exp(5)e，5101 5e，13377. 5、复数和复数矩阵复数zabi，则real(z) = a ; imag(z) = b ; abs(z) =

8、 22ab; %给出复数的模angle(z) = arctan(b/a). %以 弧度为单位给出复数z 的相角arctanba复数矩阵的格式：A = 1,2;3,4*i =I,2i;3i,4i. 6、计算38的方根 . (1)直接计算a=-8; r=a(1/3) r= 1.0000 + 1.7321i. (2)显示所有的方根m=0,1,2; R= abs(a)(1/3); Theta = (angle(a) + 2 * pi * m) / 3 ; rrr = R * exp(i * Theta) rrr = 1.0000 + 1.7321i -2.0000 + 0.0000i 1.0000 -

9、 1.7321i (3)图形表示t = 0 : pi / 20 : 2 * pi ; x = R * sin(t) ; 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载y = R * cos(t) ; plot(x,y,b:),grid hold on plot(rrr(1) , . , MarkerSize ,50 ,color ,r) plot(rrr(2,3) , o , Marker

10、Size ,15 ,color ,b) axis(-3,3,-3,3),axis square hold off Matlab矩阵及其运算引 导1、 行 向量 的 定义rowvec = 1.2 3 56; 2、 列 向量 的 定义colvec = 1.2;3;56; 3、 逐 个元 素 的分 配 矩 阵B(1,1) = 1 ; B(1,2) = 2 ; B(2,1) = 3 ; 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - -

11、 - - - - 学习好资料欢迎下载B(2,2) = 4 ; B = 1 2 3 4 注意：矩阵的下标从1 开始计数创 建 新 矩 阵1、 1 矩 阵、 零 矩阵 和 单 位 矩 阵1 矩阵的所有元素全为1，零矩阵的所有元素全为零. ones(n) %建立一个nn 的 1 矩阵ones(m,n, ,p) %建立一个mn p 的 1 矩阵ones(size(A) % 建立一个和矩阵A同样大小的1 矩阵zeros(n) %建立一个nn 的 0 矩阵zeros(m,n, ,p) %建立一个mn p 的 0 矩阵zeros(size(A) % 建立一个和矩阵A同样大小的0 矩阵eye(n) % 建立一

12、个n n 的单位矩阵eye(m,n) % 建立一个m n 的单位矩阵eye(size(A) % 建立一个和矩阵A同样大小的单位矩阵例如：输入OneMatrix = ones(2,3,2) 则结果为：OneMatrix(:,:,1) = 1 1 1 1 1 1 OneMatrix(:,:,2) = 1 1 1 1 1 1 注意： eye 命令只能用来建立二维矩阵2、 随 机数 和 随机 矩 阵rand %产生在 01 之间均匀分布的随机数；每调用一次给一个新的数值. rand + i*rand %产生一个复数随机数rand(n) %产生一个nn 的矩阵，其元素均为01 之间均匀分布的随机数. r

13、and(m,n, ,p) %产生一个mn p 的矩阵 , 其元素均为01 之间均匀分布的随机数. randn %产生零均值、单位方差的正太分布随机数randn(n) %产生一个nn 的矩阵，其元素均为零均值、单位方差的正太分布随机数. randn(m,n, ,p) %产生一个 m n p 的矩阵 , 其元素均为零均值、 单位方差的正太分布随机数. 3、 随 机数 种 子rand(state ) %返回一个有35 个元素的向量，其中包含随机发生器的当前状态. 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -

14、- - - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载rand(state,s) %设置随机种子发生器的状态为s rand(state,0) %设置随机种子发生器为它的原始状态rand(state,j) %设置随机种子发生器为它的第j 种子状态 ,j 为整数rand(state,sum(100*clock); %使用 clock 命令，使得随机种子发生器在每个不同的时刻都设置为不同的状态. rand(state,arg) %使用 MATLAB中的随机种子发生器. randn( state,) %返回一个有两个元素的向量，其中包含正态

15、随机种子发生器的状态randn( state,arg) %根据 arg 设置正态随机种子发生器，见rand. 例如astate = rand(state); astate(1:5) ans = 0.8651 0.5121 0.9021 0.8186 0.6267 说明： astate(1:5)表示列出状态向量(35 个元素 )中的前 5 个元素的值4、 从 已存 在 的向 量 中 产 生 新 的 矩阵 （ 一 ）diag(A) %生成一个由矩阵A 主对角线元素组成的列向量，主对角线总是从矩阵左上角开始，对于方阵来说它结束于矩阵的右下角. diag(x) %x 为一个 n 维向量 .生成一个n

16、维方阵，它的主对角线元素取自向量x，其余元素的值都为零. diag(A,k) %生成一个由矩阵A 第 k 条对角线元素组成的列向量。k=0 为主对角线 ；K0 为主对角线上第K条对角线 . dialog(x,k) %生成一个 (n +k)*(n+k)维的矩阵， 该矩阵的第k 条对角线元素取自x， 其余元素为 0.（n 为 x 的维数）例一：A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 diag(A)= 1 5 9 例二：x = 1 2 3; diag(x) = 1 0 0 0 2 0 0 0 3 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳

17、精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载例三： (A 为例一中的A) diag(A,0) = 1 5 9 diag(A,1) = 2 6 diag(A,-1) = 4 8 例四： (x 为例二中的x) diag(x,1) = 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 diag(x,-2) = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 3 0 0 5、 从 已存 在 的矩 阵 中 生 成 新 的 矩阵 （ 二 ）tr

18、iu(A) %生成一个和A 同样大小的上三角矩阵。该矩阵的主对角线及以上元素取自A中的相应元素，其余元素都为0. triu(A,k) %生成一个和A 同样大小的上三角矩阵。该矩阵的第k 条对角线及以上元素取自 A 中的相应元素，其余元素都为0.命令 triu(A,0) 等价于 triu(A). tril(A) %生成一个和A 同样大小的下三角矩阵。该矩阵的主对角线及以下元素取自A中的相应元素，其余元素都为0. tril(A,k) %生成一个和A 同样大小的下三角矩阵。该矩阵的第k 条对角线及以下元素取自 A 中的相应元素，其余元素都为0.命令 tril(A,0) 等价于 tril(A). 对于

19、每一个方阵A 都有以下关系：A = triu(A) +tril(A) diag(diag(A); A = triu(A,1) + tril(A,-1) + daig(diag(A). 例一：A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 triu(A) = 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载1 2 3 0 5 6 0 0 9 triu(A,1) = 0 2 3 0 0 6 0 0

20、0 tril(A,-1) = 0 0 0 4 0 0 7 8 0 例二：B = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 5 triu(B) = 1 2 3 4 0 6 7 8 0 0 0 5 tril(B,-1) = 0 0 0 0 5 0 0 0 9 1 0 0 6、 矩 阵旋 转 和矩 阵 变 维fliplr(A) %通过二维矩阵的行元素按照,1i ji njba交换位置生成一个新的矩阵。这里的” lr” 是” left-right ” 的缩写 .A 为 mn 的矩阵 . flipud(A) %通过二维矩阵的列元素按照,1,i jm ijba交换位置生成一个新的矩阵。这里的 ” lr”

21、 是 ” left-right ” 的缩写 . A 为 mn 的矩阵 . flipdim(A,dim) %生成一个在dim 维矩阵 A 内的元素交换位置的多维矩阵. 命令 flipdim(A,1) 等价于 flipud(A) ，命令 flipdim(A,2) 等价于 fliplr(A). rot90(A) %生成一个由矩阵A 逆时针旋转090而得到的新矩阵. rot90(A,k) %生成一个由矩阵A 逆时针旋转k090而得到的新矩阵. reshape(A,m,n, ,p) %生成一个mn p 维的矩阵，它的元素以线性索引的顺序从矩阵A 中取来 .(A有且仅有mn p 个元素 ). repmat

22、(A,m,n, ,p) %创建一个和矩阵A 有相同元素的mn p 块的多维矩名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载阵.即由 mn p 个 A 拼在一起的矩阵. repmat(x,m,n, ,p) %创建一个mn p 的多维矩阵，所有元素的值都为标量 x.使用该命令比用命令x*ones(m,n, ,p)来创建同一个大矩阵的速度要快. shiftdim(A,n) %矩阵的列移动n 步.

23、(n0，向左移 ;n0，向右移 ). squeeze(A) %返回一个没有空维的矩阵A. cat(dim,A,B) %将矩阵 A 和 B 组合成一个dim 维的多维矩阵 . permute(A,order) %根据向量 order 来改变矩阵A 中的维数顺序. ipermute(A,order) %进行命令 permute 的逆变换。 ipermute(permute(A,order),order) = A. 例一：A = 1 2 3 4 5 6 fliplr(A) = flipdim(A,2) = 2 1 4 3 6 5 例二：B = 2 2 3 4 6 6 7 8 10 flipud(B)

24、 = flipdim(B,1) = 7 8 10 4 6 6 2 2 3 例三： （例二中的B）rot90(B) = 3 6 10 2 6 8 2 4 7 例四： （例二中的B）rot90(B,2) = 10 8 7 6 6 4 3 2 2 例五：OneMatrix = ones(3,4,2) reshape(OneMatrix,3,8) = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 例六： （例二中的B）repmat(B,2,3) = 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选

25、学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载2 2 3 2 2 3 2 2 3 4 6 6 4 6 6 4 6 6 7 8 10 7 8 10 7 8 10 2 2 3 2 2 3 2 2 3 4 6 6 4 6 6 4 6 6 7 8 10 7 8 10 7 8 10 例七：y = 3 ; repmat(y,2,5) = 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 例八：E = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C = zeros

26、(3,8); D = cat(3,E,C) ans(:,:,1) = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ans(:,:,2) = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 即在矩阵E中增加了一层零元素. 7、 矩 阵维 数 的扩 展(1)扩展列向量的列将向量 x=9,10扩展成 xnew=9,10,3,2, 有下列办法：方法一： xnew = x ;xnew(3) = 3 ;xnew(4) = 2; 方法二： xnew = x 3 2；方法三： tmp = 0,15; xnew

27、= x tmp ；(2)扩展矩阵的列将 A = 1 2;3 4扩展成 Anew = 1 2 11;3 4 12 ，有下列方法：方法一： y = 11;12,Anew = A y ；方法二： Anew = A 11;12 (3)扩展矩阵的行将 A = 1 2;3 4扩展成 Anew = 1 2;3 4;13 14 ，有下列办法：方法一： z = 13 14,Anew = A; z 方法二： Anew = A;13 14 (4)矩阵的赋值扩展法A = reshape(1:9,3,3) 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料

28、- - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载A = 1 4 7 2 5 8 3 6 9 A(4,4) = 111；A = 1 4 7 0 2 5 8 0 3 6 9 0 0 0 0 111 A(:,6) = 222 A = 1 4 7 0 0 222 2 5 8 0 0 222 3 6 9 0 0 222 0 0 0 111 0 222 A(5,:) = 250 A = 1 4 7 0 0 222 2 5 8 0 0 222 3 6 9 0 0 222 0 0 0 111 0 222 250 25

29、0 250 250 250 250 8、 数 字序 列（1）数字序列一i:k %创建从 i 开始、步长为1、到 k 结束的数字序列.数字 i 和 k 不一定是整数，该序列最后一个数小于或等于k. i:j:k %创建创建从i 开始、 步长为 j、到 k 结束的数字序列.数字 i、j 和 k 不一定是整数，该序列最后一个数小于或等于k. (2)数字序列二linspace(a,b) %在区间 a,b上创建一个有100 个元素的向量，这100 个数把整个区间线性分隔 . linspace(a,b,n) %在在区间 a,b上创建一个有n 个元素的向量，这n 个数把整个区间线性分隔 . logspace(

30、a,b) %在区间 10*a,10*b 上创建一个有50 个元素的向量，这50 个数把整个区间对数分隔 . logspace(ab,n) %在区间 10*a,10*b 上创建一个有n 个元素的向量，这n 个数把整个区间对数分隔 . 例一：vect = 2:7 vect = 2 3 4 5 6 7 vect = 2:7.2 vect = 2 3 4 5 6 7 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - -

31、学习好资料欢迎下载vect = 6:-1:2 vect = 6 5 4 3 2 vect = 1.2:-0.8:-3.2 1.2000 0.4000 -0.4000 -1.2000 -2.0000 -2.8000 注意：此时最后一个数为-2.8. 例二：linspace(1,5,6) ans = 1.0000 1.8000 2.6000 3.4000 4.2000 5.0000 9、 定 义子 阵A(i,j, ,k) %返回多维数组A 中下标为 (i,j, ,k)的元素值 . A(:,j) %返回二维矩阵A 中第 j 列列向量 . A(i,:) %返回二维矩阵A 中第 j 行行向量 . A(:

32、,j:k) %返回二维矩阵A 中的第 j 列，第 j+1 列，第k 列列向量组成的子阵. A(i:k,:) %返回二维矩阵A 中的第 i 行，第 i+1 行，第k 行行向量组成的子阵. A(i:k,j:L) %返回二维矩阵A 中的第 i 行到第 k 行行向量和第j 列到第 L 列列向量组成的子阵 . A(:,:, ,:) %返回矩阵A 本身 . A(:) %将矩阵 A 中的每列合成一个长的列向量. A(j:k) %返回一个行向量，其中的元素为A(:)中的从第j 个元素到第k 个元素 . A(j1,j2, ) %返回一个行向量，其中的元素为A(:)中的第 j1,j2,元素 . A(:,j1,j2, ) %返回矩阵A 的第 j1 列、第 j2 列、的列向量. A(j1,j2, ,:) %回矩阵 A 的第 j1 行、第 j2 行、的行向量. A(i1,i2, ,j1,j2, ) %返回矩阵第i1 行、第 i2 行等和第j1 列、第 j2 列等的元素 . 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -