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1、6.2 MATLAB軟件及其應(yīng)用MATLAB是MATrixLABoratory(“矩陣實(shí)驗(yàn)室”)的縮寫,是由美國(guó)MathWorks公司開(kāi)發(fā)的集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算和圖形可視化三大基本功能于一體的,功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單的語(yǔ)言.是國(guó)際公認(rèn)的優(yōu)秀數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件之一.概括地講,整個(gè)MATLAB系統(tǒng)由兩部分組成,即MATLAB內(nèi)核及輔助工具箱,兩者的調(diào)用構(gòu)成了MATLAB的強(qiáng)大功能.MATLAB語(yǔ)言以數(shù)組為基本數(shù)據(jù)單位,包括控制流語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍攸c(diǎn)的高級(jí)語(yǔ)言,它具有以下主要特點(diǎn):1)運(yùn)算符和庫(kù)函數(shù)極其豐富,語(yǔ)言簡(jiǎn)潔,編程效率高,MATLAB除
2、了提供和C語(yǔ)言一樣的運(yùn)算符號(hào)外,還提供廣泛的矩陣和向量運(yùn)算符.利用其運(yùn)算符號(hào)和庫(kù)函數(shù)可使其程序相當(dāng)簡(jiǎn)短,兩三行語(yǔ)句就可實(shí)現(xiàn)幾十行甚至幾百行C或FORTRAN的程序功能.2)既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句(如for循環(huán)、while循環(huán)、break語(yǔ)句、if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句),又有面向?qū)ο蟮木幊烫匦?3)圖形功能強(qiáng)大.它既包括對(duì)二維和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理、動(dòng)畫(huà)制作等高層次的繪圖命令,也包括可以修改圖形及編制完整圖形界面的、低層次的繪圖命令.4)功能強(qiáng)大的工具箱.工具箱可分為兩類:功能性工具箱和學(xué)科性工具箱.功能性工具箱主要用來(lái)擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能、圖示建模仿
3、真功能、文字處理功能以及與硬件實(shí)時(shí)交互的功能.而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強(qiáng)的,如優(yōu)化工具箱、統(tǒng)計(jì)工具箱、控制工具箱、小波工具箱、圖象處理工具箱、通信工具箱等.5)易于擴(kuò)充.除內(nèi)部函數(shù)外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件,用戶可修改源文件和加入自己的文件,它們可以與庫(kù)函數(shù)一樣被調(diào)用.本節(jié)主要介紹MATLAB7.1的初步知識(shí),當(dāng)前最新版本是MATLAB2009B.6.2.1 MATLAB的窗口環(huán)境啟動(dòng)MATLAB以后,將進(jìn)入MATLAB7.1的集成環(huán)境見(jiàn)圖6-2,首先是和windows窗口一樣的主窗口,然后在里面嵌套了一些子窗口,各
4、個(gè)窗口功能說(shuō)明如下.圖6-2matlab的默認(rèn)界面1.命令窗口(Commandwindow)MATLAB的主要交互窗口.用于輸入MATLAB命令、函數(shù)、數(shù)組、表達(dá)式等信息,并顯示圖形以外的所有計(jì)算結(jié)果.例如從鍵盤輸入矩陣>>A=[123;456;789]按Enter鍵后屏幕立即顯示結(jié)果A=123456789命令窗口可作為一個(gè)多功能高級(jí)計(jì)算器,單擊回車即執(zhí)行計(jì)算命令,如語(yǔ)句未完成需要換行,可以使用續(xù)行符“……”(續(xù)行號(hào)前不應(yīng)是數(shù)字)或者同時(shí)點(diǎn)擊shift鍵與回車鍵.另外“↑”可用于調(diào)出前一個(gè)命令行,“↓”可調(diào)出后一個(gè)命令行,避免重復(fù)輸入.clc命令可清空命
5、令窗口,“%”可引導(dǎo)說(shuō)明語(yǔ)句.2.工作空間窗口(WorkspaceWindow)用于儲(chǔ)存各種變量和結(jié)果的空間,顯示變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型,對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除.臨時(shí)變量不占空間,為了對(duì)變量的內(nèi)容進(jìn)行觀察、編輯與修改,可以用三種方法打開(kāi)內(nèi)存數(shù)組編輯器.一是雙擊變量名;二是選擇該窗口工具欄上的打開(kāi)圖標(biāo);三是鼠標(biāo)指向變量名,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,彈出選擇菜單,然后選項(xiàng)操作.欲查看工作空間的情況.可以在命令窗口鍵入命令whos(顯示存在工作空間全部變量的名稱、大小、數(shù)據(jù)類型等信息)或命令who(只顯示變量名).clear命令可刪除工作空間的變量(
6、缺省時(shí)刪除所有變量).3.命令歷史窗口(CommandHistory)記錄已運(yùn)行過(guò)的MATLAB命令歷史,包括已運(yùn)行過(guò)的命令、函數(shù)、表達(dá)式等信息,可進(jìn)行命令歷史的查找、檢查等工作,也可以在該窗口中進(jìn)行命令復(fù)制與重運(yùn)行(雙擊即可).4.當(dāng)前目錄瀏覽器(CurrentDirectory)用于顯示及設(shè)置當(dāng)前工作目錄,同時(shí)顯示當(dāng)前工作目錄下的文件名、文件類型及目錄的修改時(shí)間等信息.只有在當(dāng)前目錄或搜索路徑下的文件及函數(shù)可以被運(yùn)行或調(diào)用.設(shè)置當(dāng)前目錄可以在瀏覽器窗口左上角的輸入欄中直接輸入,或點(diǎn)擊瀏覽器下拉按鈕進(jìn)行選擇.還可用cd命令在命令窗口設(shè)置當(dāng)前目錄,如:c
7、dc:mydir可將c盤上的mydir目錄設(shè)為當(dāng)前工作目錄.5.MATLAB的搜索路徑(SearchingPath)MATLAB定義的一系列文件路徑的組合,缺省狀態(tài)下包括當(dāng)前路徑和已安裝的全部工具箱的路徑.當(dāng)在命令窗口輸入一個(gè)字符串時(shí),MATLAB按下列順序開(kāi)始搜索:(1)在工作空間中搜索是否有以該字符串為變量名的變量,有則返回該變量的值;(2)搜索是否有同名的MATLAB內(nèi)部函數(shù),如果有,執(zhí)行該內(nèi)部函數(shù);(3)在當(dāng)前目錄中查找與該字符串同名的M文件,如果有,執(zhí)行該文件;(4)在搜索目錄中查找與該字符串同名的M文件,如果有,執(zhí)行該文件;如果在搜索目錄中
8、存在多個(gè)同名函數(shù),則只執(zhí)行搜索路徑中的第一個(gè)函數(shù),其他函數(shù)不再執(zhí)行.搜索目錄的設(shè)