第2章 MATLAB编程基础
：进入 SIMULINK 仿真环境界面，作用相当于在 MATLAB 的命令窗口中输入 simulink 命令并按回车键。 ：进入 MATLAB 的联机帮助环境界面，允许用户进 行帮助文档阅读、根据关键词的帮助查询、查看演示范例。 ：可进行 MATLAB 当前工 作目录的设置，点击 进入当前工作目录选择界面。
第2章 MATLAB编程基础
【例2.3】通过调用size( )函数求取矩阵维数。
解：
图2-7 例2.3输入语句及返回结果
第2章 MATLAB编程基础
2.2.3 矩阵及其元素的表示
如前所述，MATLAB的起源即“矩阵实验室”，矩阵 是MATLAB进行数据处理的基本变量单元。因此，掌握矩 阵的表示方法是进行MATLAB编程和应用的基础。 1. 矩阵的表示 在输入过程中必须遵循以下规则： (1) 必须使用方括号[ ]包括矩阵的所有元素； (2) 矩阵不同的行之间必须用分号或回车符隔开； (3) 矩阵同一行的各元素之间必须用逗号或空格隔开。
第2章 MATLAB编程基础
图2-5 命令历史浏览器窗口
第2章 MATLAB编程基础
2.1.2 文本编辑窗口
MATLAB编程有两种工作方式：一种称为行命令方式， 就是在工作窗口中一行一行地输入程序，计算机每次对一行 命令做出反应，因此也称为交互式的指令行操作方式；另一 种工作方式为M文件编程工作方式。编写和修改M文件就要 用到文本编辑窗口。 表2-2列出了这两种工作方式的简单比较。
第2章 MATLAB编程基础
3. 命令窗口
命令窗口位于图2-1所示MATLAB程序主界面的最右边， 是用户与MATLAB人机交互的主要环境。在提示符“>>”后 键入MATLAB命令并回车确认，该命令窗口中将立即显示 执行结果。 表2-1所示为命令窗口中的常用指令，对用户的操作非 常有用。
第2章 MATLAB编程基础
第2章 MATLAB编程基础 表2-3 MATLAB的系统保留变量
变量名 i和j pi ans inf eps NaN lasterr lastwarn 虚数单位( 1 的解) 圆周率( π ) 存放最近一次无赋值变量语句的预算结果 无穷大( ，即 0 为除数时的结果) 机器的浮点运算误差限 (若某变量的绝对值小于 eps，则为 0) 不定式(0/0 或 inf/inf 的结果) 存放最后一次的错误信息 存放最新的警告信息 默 认 值
第2章 MATLAB编程基础
MATLAB提供的主要内置基本矩阵函数如表2-4所示。
表2-4 MATLAB内置基本矩阵函数
函 数 功 产生 n 行 m 列的全 1 矩阵 产生 n 行 m 列的全 0 矩阵 产生 n 行 m 列的在[0，1]区间均匀分布的随机矩阵 产生 n 行 m 列的正态分布的随机矩阵 产生 n × n 维的单位矩阵 能
第2章 MATLAB编程基础
2. 矩阵元素的表示和赋值 矩阵的元素是通过“( )”中的数字(行、列的标号) 来标识的，其行号和列号称为该元素的下标。矩阵元素 可以通过其下标来引用，A(i, j)即表示矩阵 A 第 i 行第 j 列的元素。二维矩阵用两个下标数并以逗号隔开，一维 矩阵(即向量或数组)用一个下标数表示。
③ 命令窗口；
④ 当前路径浏 览器；
⑤ 工作空间浏
览器； ⑥ 命令历史浏 览器。
图2-1 MATLAB 7.0的程序主界面
第2章 MATLAB编程基础
1. 菜单
菜单功能与其它通用软件开发环境基本一致，可进行文 件、编辑、调试、窗口和帮助等各主体功能菜单操作。这里 仅介绍与MATLAB学习密切相关的文件类型的相关内容。 (1) [File>New>M-File]：进入文本编辑窗界面，建立一 个文本文件，实现MATLAB命令文件的输入、编辑、调试、 保存等处理功能，保存时文件后缀名为 .m。 (2) [File>New>Figure]：进入图形窗界面，建立一个图 形文件，实现MATLAB图形文件的显示、编辑、保存等处 理功能，保存时文件名后缀为 .fig。
第2章 MATLAB编程基础
2.2.1 变量
变量是保存数据信息的一种最基本的数据类型。变量的 命名应遵循如下规则： (1) 变量名必须以字母开头； (2) 变量名可以由字母、数字和下划线混合组成； (3) 变量名区分字母大小写； (4) MATLAB保留了一些具有特定意义的默认变量(见 表2-3)，用户编程时可以直接使用，并尽量避免另外自定义。
第2章 MATLAB编程基础
2.2 MATLAB语言的基本元素
MATLAB语言提供了丰富的数据类型，如实数、复数、 向量、矩阵、字符串、多维数组、结构体、类和对象等，还 提供了丰富的内置功能函数。这些功能使得MATLAB的编 程功能非常强大。
本节介绍变量和矩阵这两种最基本且常用的数据类型以
及赋值语句的基本形式。
第2章 MATLAB编程基础
2. 矩阵的运算函数
表2-7 常用的矩阵运算函数
函 数 功 能 d = size(A) [m,n] = size(A) A' inv(A) length(A) sum(A) 将矩阵 A 的行数和列数赋值给变向量 d 将矩阵 A 的行数和列数分别赋值给变量 m 和 n 计算矩阵 A 的转置矩阵 计算矩阵 A 的逆矩阵 计算矩阵 A 的长度(列数) 若 A 为向量，则计算 A 所有元素之和；若 A 为矩阵，则产生一行向量， 其元素分别为矩阵 A 各列元素之和 若 A 为向量，则求出 A 所有元素的最大值；若 A 为矩阵，则产生一行向 量，其元素分别为矩TLAB的工作环境
2.1.1 MATLAB程序主界面 安装完MATLAB 7.0软件并重新启动计算机后，在 Windows桌面上将出现MATLAB的软件图标 。鼠标双 击该图标，就可进入MATLAB的工作环境，显示默认的程
序主界面，如图2-1所示。
第2章 MATLAB编程基础
① 菜单； ② 工具栏；
ones(n,m) zeros(n,m) rand(n,m) randn(n,m) eye(n)
第2章 MATLAB编程基础
MATLAB还提供了一个便利且高效的表达式来给等步
长(均匀等分)的行向量赋值，即冒号表达式。冒号表达式的 基本调用格式为 V = m : p : n 其中，m、n为标量，分别代表向量的起始值和终止值，p 代 表向量元素之间步长值。 在MATLAB命令窗口中输入语句V = 0 : 0.2 : 1并回车 确认。
第2章 MATLAB编程基础
表2-2 MATLAB编程两种工作方式比较
比较项 工作 过程 优点 缺点 适用 情况 交互式的指令行操作方式 用户在工作窗口中按 MATLAB 语法规 则输入命令行后回车确认，系统将执行 该命令并给出运算结果 简便易行，交互性强 当要解决的问题变得复杂后，输入、 编辑和调试困难 非常适合于对简单问题的数学演算、 结果分析及测试 M 文件编程工作方式 当用户在工作窗口中输入 M 文件名并回车确认后， 系统将自动搜索该文件。若该文件存在，则系统将按 M 文件中语句所规定的计算任务以解释方式逐一执 行语句并返回运算结果 输入、编辑和调试、保存简便 需要在文本编辑器下编辑并保存文件， 过程较复杂 非常适合于大型或复杂问题的解决
第2章 MATLAB编程基础
图2-3 当前路径浏览器窗口
第2章 MATLAB编程基础
5. 工作空间浏览器
当MATLAB启动后，系统自动在内存中开辟一块存储 区用于存储用户在MATLAB命令窗口中定义的变量、运算 结果和有关数据，此内存空间称为MATLAB的工作空间 (workspace)。工作空间在MATLAB刚启动时为空，用户退 出MATLAB后，工作空间的内容将不再保留。 点击图2-1所示MATLAB程序主界面左上窗口中的 “Workspace”属性页，激活工作空间浏览器，如图2-4所示。 在此窗口中可以对工作空间进行管理。
第2章 MATLAB编程基础
第2章 MATLAB编程基础
2.1 MATLAB的工作环境 2.2 MATLAB语言的基本元素
2.3 矩阵的MATLAB运算
2.4 MATLAB的程序流程控制 2.5 M文件的编写
2.6 MATLAB的图形绘制
2.7 MATLAB编程仿真与应用 习题
第2章 MATLAB编程基础
应用最广泛。根据不同的应用目的，矩阵的代数运算又包含
两种重要的运算形式：按矩阵整体进行运算的矩阵运算、按 矩阵单个元素进行运算的元素群运算。
第2章 MATLAB编程基础
2.3.1 矩阵的代数运算
1. 矩阵的算术运算 表2-5 MATLAB矩阵的算术运算符及其说明
运算符 + － * \ / ^ 名称 加 减 矩阵乘 矩阵左除 矩阵右除 矩阵乘方 指令示例 A+B A-B A*B A\B A/B A^B 说 明 若 A、B 为同维矩阵，则表示 A 与 B 对应元素相加；若其中一个 矩阵为标量，则表示另一矩阵的所有元素加上该标量 若 A、B 为同维矩阵，则表示 A 与 B 对应元素相减；若其中一个 矩阵为标量，则表示另一矩阵的所有元素减去该标量 矩阵 A 与 B 相乘， A 和 B 均可为向量或标量， 但 A 和 B 的维数必 须符合矩阵乘法的定义 方程 A*X = B 的解 X 方程 X*A = B 的解 X 当 A、B 均为标量时，表示 A 的 B 次方幂；当 A 为方阵，B 为正 整数时，表示矩阵 A 的 B 次乘积；当 A、B 均为矩阵时，无定义
表2-1 命令窗口中的常用指令
命令或键名 clear clear a b c home clc pack ↑ ↓ 功 清除当前工作空间中的全部变量 清除当前工作空间中的指定变量 a、b、c 清除命令窗口中所有内容并将光标移动到左上角 擦除工作窗口中所显示的所有内容 整理内存碎片以扩大内存空间 前寻式调出已输入过的命令行 后寻式调出已输入过的命令行 能