【MATLAB】MATLAB学习笔记

MATLAB入门

基础操作
变量命名
数据类型
逻辑和流程控制
- 循环结构
- 分支结构
绘图基本操作

本文参考B站视频：BV13D4y1Q7RS

由于我对于C语言很熟悉，很多语法是会参考C来学

基础操作

清屏

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%% 清空环境变量及命令
clear all %清除Workspace中的所有变量（右侧工作区）
clc %清除Command Window中的所有命令（命令行窗口)

注释
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```
%%
%
```
查功能
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```
doc 你要查询的
```

变量命名

变量命名规则

变量名区分大小写
变量名长度不超过63位(MATLAB R2012a 32bit和64bit计算机上测试结果)
变量名以字母开头，可以由字母、数字和下划线组成,但不能使用标点
变量名应简洁明了，通过变量名可以直观看出变量所表示的物理意义

数据类型

数字

字符

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s='a'  %单引号表示字符串
abs(s)  %输出s的ASCII码
char(97) %输出ASCII码对应的字符
num2str(65) % Number To Str输出字符数字65

字符串

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str='I love MATLAB & Machine Learning'
length(str) %字符串长度

矩阵
矩阵的定义与构造

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%% 矩阵的定义与构造
A1 = [1,2,3,4,5,6,5,4,6]
B=1:2:9 %1-9隔1取值，第二个参数为步长，不可缺省
C = repmat(B,3,2) %重复执行3行2列

A2 = [1 2 3; 4 5 2; 3 2 7] %3*3

D = ones(2,4) %生成一个2行4列的全1矩阵

E = zeros(10,5,3)   %创建一个10行5列3维的全0矩阵

% rand(m,n)生成m*n均匀分布的伪随机数,分布在（0~1）之间
% rand(m,n,'double')生成指定精度的均匀分布的伪随机数，参数还可以是'single'
% rand(RandStream,m,n)利用指定的RandStream（随机种子）生成伪随机数
F(:,:,1) = rand(10,5)   %10*5 

% randi(iMax)在开区间(0,iMax)生成均匀分布的伪随机数
% randi(iMax,m,n)在开区间(0,iMax)生成mXn型随机矩阵
% randi([iMin,iMax],m,n)在开区间(iMin，iMax)生成mXn型随机矩阵
E(:,:,2) = randi(5,10,5)

% randn生成标准正态分布的伪随机数（均值为0，方差为1）
E(:,:,3) = randn(10,5)

矩阵的运算

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%% 矩阵的运算
A = [1 2 3 4; 5 6 7 8]
B = [1 1 2 2; 2 2 1 1]
C = A + B
D = A - B
E = A * B'
F = A .* B % .*表示对应项相乘
G = A / B %相当于A*B的逆
H = A ./ B % ./表示对应项相除

I = A2'      % A转置
J = inv(A) % 逆矩阵

数组下标

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%% 数组下标
B=A(2,3)
C=A(3,:)    %第三行
D=A(:,4)    %第四列 
[m,n]=find(A >20)   %找符合()中式子的数字下标

元胞数组

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%% 元胞数组
A = cell(1,6)
A{2} = eye(3)   %下标从1开始 eye(3)对角线为1的3*3矩阵
A{5} = magic(5) % magic(5)5*5幻方矩阵
B = A{5}    %取A第5个cell

结构体

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%% 结构体
books = struct('name',{{'Machine Learning','Data Mining'}},'price',[30,40])
books.name 
books.name(1)   %取cell
books.name{1}   %取字符串

逻辑和流程控制

循环结构

for循环

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%% for循环
语法格式：
for循环变量=初值:步长:终值（步长可省略，默认为1）
    执行语句1
    ...
    执行语句n
end

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%【例5-8】求1^2＋2^2＋3^2＋4^2＋5^2的和。程序设计为:
sum = 0
for n= 1:1:5
    sum = sum +n^2;
end

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sum = 0;
for i= 1:5
    p= 1;
        for j=1:i
        p=p*j;
        end
    sum = sum + p;
end

while循环

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%% while
语法格式：
while 条件表达式
    执行语句1
    ...
    执行语句n
end

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% 【例5-11】求1＋2＋3＋4＋5＋...＋10的和。
s= 0
n= 1
while n<= 10 %设置循环条件
    s =s+n
    n =n+1
end

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%【例5-12】设计一段程序,求1～100的奇数和程序设计为:
x= 1
sum = 0
while x<101
    sum= sum+ x;
    x =x+2
end

分支结构

if...end

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%% if...end
语法格式：
if 条件表达式
    ...
    语句体
    ...
end

if...else...end

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%% if...else...end
语法格式：
if 条件表达式
    语句体1
else
    语句体2
end

switch...case...end
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```
%% switch
switch 表达式(数值或字符串)
    case数值或字符串1
        语句体1;
    case数值或字符串2
        语句体2;
    ...
    otherwise
        语句体n;
end
```
switch后面表达式的值为数值变量或字符变量,通过这些值与case后面数值或字符串的值进行比较,与哪一个 case的值相同就执行哪一个case下面的语句体,如果与所有case的值都不相同,则执行otherwise下面的语句体。otherwise语句可以省略,如果省略ptherwise,所有case都不满足时跳出分支结构,另外switch必须与end配对使用。

绘图基本操作

二维平面绘图

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%% 二维平面绘图
x = 0:0.01:2*pi %定义x的范围，第二个参数表示步长
y = sin(x)
figure %建立一个幕布
plot(x,y) %绘制当前二维平面图
title('y = sin(x)') %标题
xlabel('x') %x轴
ylabel('sin(x)') %y轴
xlim([0 2*pi]) % x坐标值的范围

绘图参数

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x = 0:0.01:20;
y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
figure
[AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2,'plot'); %共用一个x的坐标系，在y上有不同的取值
%设置相应的标签
set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Slow Decay')
set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Fast Decay')
xlabel('Time(\musec)')
title('Multiple Decay Rates')
set(H1,'LineStyle','--')    %参数设置
set(H2,'LineStyle',':')

三位立体绘图

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%% 三维立体绘图
t = 0: pi/50: 10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
xlabel('sin(t)')
ylabel('cos(t)')
zlabel('t')
%hold on 在图像基础上继续绘图
%hold off %不保留当前操作
grid on %加网格线
axis square %使整个图（连同坐标系）呈方体

图像窗口的分割

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%% 图像窗口的分割
x=linspace(0,2*pi,60);
subplot(2,2,1)%用来给幕布分格，表示将幕布均等分成2行2列，将图形放到第一个格子中
plot(x, sin(x)-1);
title('sin(x)-1');axis([0,2*pi,-2,0])

subplot(2,1,2)
plot(x, cos(x)+1);
title('cos(x)+1');axis([0,2*pi,0,2])

subplot(4,4,3)
plot(x, tan(x));
title('tan(x)');axis([0,2*pi,-40,40])

subplot(4,4,8)
plot(x, cot(x));
title('cot(x)');axis([0,2*pi, -35,35])