MATLAB编程基础笔记分享

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• MATLAB 编程基础笔记
• 前言
• 正文
• 数据类型
• 1. 数值类型
• 2. 字符与字符串
• 3. 结构
• 4. 单元数组
• 5. 函数句柄
• 6. 数据类型识别与转换

• 运算符与运算
• 1. 算术运算符
• 2. 关系运算符
• 3. 逻辑运算符

• 编程基础
• 1. 变量
• 2. 语句
• 3. 程序控制
• 4. M 文件与脚本

• 函数
• 1. M 文件函数
• 2. 匿名函数
• 3. 子函数
• 4. 程序调试

• 修订记录

MATLAB 编程基础笔记

前言

写下本文的目的是帮助自己或者他人在想用 MATLAB 来完成一些任务时，能够快速熟悉并上手，起到入门教程的用途。

正文

数据类型

MATLAB 基础数据类型主要包括：

• 数值类型
• 字符串
• 结构
• 单元数组
• 函数句柄

1. 数值类型

包含：

• 整数

y = int8(10);
y = uint8(10);
% 类似的还有int16, uint16, int32, uint32, int64, uint64

• 单精度浮点型

% 单精度浮点型
y = single(0.1);

• 双精度浮点型(默认)

y = double(5.324);

注：MATLAB 会对变量自动进行内存分配和回收，因此专注于算法本身即可。

• 取整函数

% 向下取整
floor(1.4) = 1
% 向上取整
ceil(1.4) = 2
% 最接近的整数
round(1.5) = 2
% 向0取整
fix(1.4) = 1

• 复数

y = complex(3,5);
% 返回实部
y = real(z);
% 返回虚部
y = imag(z);

• 无穷量和非数值量

Inf：正无穷量

-Inf：负无穷量

NaN：非数值量(一般由0/0或Inf/Inf 运算产生)

2. 字符与字符串

% 字符
a = 'A';
% 字符串
a = 'Hello';
% 通过下标索引，从1开始
a(1);

3. 结构

与 C 语言类似，存储不同类型数据。

% 通过赋值创建结构
patient.name = 'John';
patient.bill = 127.00;

% 通过 struct 函数创建结构
patient = struct('name','John','billing', 127.00);

% 连接结构对象(patient1 和 patient2 都是结构对象)
patient = [patient1, patient2];

4. 单元数组

% 创建单元数组
A = {'x',[2;3;6];10,2*pi};
B =cell(2,2);

% 访问单元数组，第1行第2列数据
b = A(1,2)

5. 函数句柄

创建函数句柄需要用到操作符：@

% Function_Handle保存了函数句柄
% Function_Filename为 M 文件名称
Function_Handle = @Function_Filename;

6. 数据类型识别与转换

% 类型识别
isa(obj,ClassName)
iscell();
iscellstr();
ischar();
...
% 转换函数
char();
int2str();
dec2bin();
hex2dec();
...

运算符与运算

像其他语言一样，共有（优先级由高到低）：

• 算术运算符
• 关系运算符
• 逻辑运算符

加括号可以明确优先级！

1. 算术运算符

基础的： + - * /

高阶的： A./B A.*B(A,B为相同维度的矩阵)

强大之处： matlab支持大部分数学运算符，直接输入表达式即可，无需调用特定的数学函数。 举例来说：

% 以下两种方式等价：
2^3
power(2,3)

2. 关系运算符

比较后，返回逻辑结果0或1.

基础的： > >= < <= ==

特殊的： 不等于号：~=

3. 逻辑运算符

运算后，返回逻辑结果0或1.

基础的：

• 与：&
• 或：|
• 非：~

编程基础

1. 变量

变量代表了一段可操作的内存，用来存储数据。

语句代表了对变量执行的操作。

命名规则：

• 区分大小写
• 必须以字母开头
• 不能使用关键字
• 最多包含63个字符
• 避免与函数名重合

变量类型：

• 局部变量
• 全局变量

global X_Val;

• 永久变量

persistent a;

2. 语句

• 逗号 , 输出暂缓
• 分号 ; 输出被抑制
• 回车 输出结果
• 注释 %

3. 程序控制

• 顺序结构
• 分支结构

% if 类型
if expression
    commands
end

if expression
    commands1
else
    commands2
end

if expression1
    commands1
elseif expression2
    commands2
...
else
    commandsn
end
% switch case 类型
switch value 
    case test1
        command1
    case test2
        command2
    ...
    
    otherwise
        commands
end
% try catch 类型
try 
    command1  % 首先尝试执行，若正确，可执行
catch 
    command2  % try 语句失败后执行
end

• 循环结构

% for 类型(循环次数可知)
for x = array
    commands
end
% while 类型(循环条件可知)
while expression
 commands
end

• 其他常用控制指令
• return 命令：结束该函数并将控制权转回主函数或者命令行窗口
• input 命令：将控制权交给用户后，等待用户键盘输入内容
• keyboard 命令：将控制权交给键盘
• pause 命令：暂停执行文件，按任意键再继续
• pause(n) 命令：暂停 n 秒后再继续
• continue 命令：执行 for 或者 while 的下一个循环
• break 命令：跳出 for 或者 while 循环
• error('message') 命令：显示出错信息，终止程序
• warning('message') 命令：显示警告信息，继续执行

4. M 文件与脚本

脚本的特点：

• 脚本属于 M 文件的一种，是一系列命令的集合
• 运算过程中产生的变量自动保存在工作区中
• 脚本产生的变量都是全局变量，不随脚本关闭而清除

函数

M 文件名称和函数名称必须一致

M 文件函数：定义了输入参数或返回输出变量

1. M 文件函数

• 调用时，允许比声明变量数目少

function y = mean(x,dim,flag,flag2)
...
% 实际调用
X = [1 2 3]
y1 = mean(X)
y2 = mean(X,2)

• 函数运行时，MATLAB 会打开一段临时工作区供函数使用，执行完成后回收

2. 匿名函数

没有函数名，只有表达式、输入输出参数。

% f 为函数句柄
f = @(input1, input2, ...) expression
% 调用
f(input)

3. 子函数

也称局部函数。

M 函数文件出现的第一个函数称为主函数，其他称为子函数。

function [outputArg1,outputArg2] = myfun(inputArg1,inputArg2)
%   此处显示详细说明
outputArg1 = inputArg1;
outputArg2 = myadd(inputArg2);
end

% 以下为子函数
function y = myadd(inputArg3)
y = inputArg3 + 1;
end

4. 程序调试

程序错误分为：语法错误(编译器会提醒)和逻辑错误(程序员负责解决)。

调试手段小结：

• 删除分号可以显示结果
• 在适当位置添加输出变量值，可以用 disp 或者 fprintf 函数
• 在适当位置添加 keyboard 命令
• % 可用于屏蔽代码
• 使用 MATLAB 自带的调试工具
• 设置断点
• 单步执行
• 检查变量值

修订记录

由于内容较多，受篇幅限制，很多知识点不一而足，故制定版本记录，后续有需要再做更新。

日期内容2020-4-19初版内容发布----

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