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編輯推薦： 1 由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，首先从MATLAB的基础讲起，分别介绍了MATLAB的基本特点、数据矩阵、字符串操作、程序设计等内容，接着更深层次地讲解MATLAB的相关应用，让读者在MATLAB的使用方面有一定的提高。2 步骤详尽、内容新颖：本书结合编者多年MATLAB使用经验与实际工程应用案例，将MATLAB软件的使用方法与技巧详细讲解给读者。应用*的MATLAB版本，讲解内容全面详细，使读者在阅读时耳目一新。3 实例典型，简单易学：本书讲解的例子参考了MATLAB帮助内容中的例子，每个例子经过精心设计，有针对性，读者学习起来比较容易，能够很好地接受。免费提供教学素材及程序代码素材 內容簡介： 本书由浅入深地全面讲解了MATLAB软件的基础知识及MATLAB的相关应用。全书以MATLAB 2014a版本的基本功能叙述为主，内容涉及面广，涵盖了一般用户需要使用的各种功能。本书按逻辑结构编排，自始至终采用实例描述，内容编排上循序渐进；每章内容完整并相对独立，且相辅相成，是一本简明的MATLAB参考书。 本书共分为16个章节，内容包括MATLAB概述、数值计算、结构体和单元数组、字符串、MATLAB程序设计、M文件、数据分析、绘制二维图形、绘制三维图形、MATLAB在信号与系统中的应用、MATLAB在数字信号处理中的应用、参数建模、MATLAB图形处理工具箱、句柄图形对象、图形用户界面、外部接口操作等，其中重点介绍了数字信号处理工具、图像处理工具箱的原理及其运用。 本书以实用为目标，叙述深入浅出，采用实例引导，讲解详实，适合作为理工科高等院校本科生、研究生教学用书，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。 目錄： 第1章 MATLAB概述 1 1.1 MATLAB简介 1 1.1.1 什么是MATLAB 1 1.1.2 MATLAB的特点 2 1.1.3 MATLAB系统 5 1.2 MATLAB的安装和卸载 6 1.3 MATLAB用户操作 8 1.3.1 命令窗口 8 1.3.2 M文件 10 1.3.3 帮助窗口 12 1.3.4 工作窗口 12 1.3.5 图形窗口 13 1.3.6 搜索路径 13 1.4 查询帮助命令 14 1.4.1 help命令 14 1.4.2 lookfor函数的使用 15 1.4.3 模糊寻找 16 1.5 本章小结 16 第2章 数值计算 17 2.1 数组运算 17 2.1.1 数组的创建与操作 17 2.1.2 数组运算 21 2.2 矩阵及其操作 26 2.2.1 矩阵的创建 26 2.2.2 矩阵的扩展 36 2.2.3 矩阵的重构 39 2.3 MATLAB矩阵元素的运算 40 2.3.1 矩阵加减运算 40 2.3.2 矩阵乘运算 41 2.3.3 矩阵除运算 41 2.3.4 矩阵幂运算 42 2.3.5 矩阵元素的查找 43 2.3.6 矩阵元素的排序 45 2.3.7 矩阵元素的求和 46 2.3.8 矩阵元素的求积 46 2.3.9 矩阵元素的差分 48 2.4 矩阵分析 49 2.4.1 向量和矩阵的范数 49 2.4.2 矩阵的秩 50 2.4.3 矩阵的行列式 50 2.4.4 矩阵的迹 51 2.4.5 矩阵的化零矩阵 51 2.4.6 矩阵的求逆 52 2.4.7 矩阵的分解 53 2.4.8 矩阵特征值和特征向量 57 2.4.9 矩阵的超越函数 58 2.5 稀疏矩阵 61 2.5.1 稀疏矩阵的存储方式 61 2.5.2 稀疏矩阵的生成 61 2.5.3 稀疏矩阵的运算 68 2.6 本章小结 70 第3章 结构体和单元数组 71 3.1 结构体 71 3.1.1 结构体的创建 71 3.1.2 获取结构体内部数据 74 3.1.3 结构体操作函数 75 3.1.4 结构体嵌套 76 3.1.5 结构体函数 77 3.2 单元数组 78 3.2.1 单元数组的创建 78 3.2.2 单元数组的显示 80 3.2.3 单元数组的图形显示 80 3.2.4 单元数组的访问 81 3.2.5 单元数组的删除和重新定义 82 3.2.6 单元数组的操作函数 83 3.3 本章小结 84 第4章 字符串 85 4.1 创建字符串 85 4.1.1 创建单行字符串 85 4.1.2 创建多行字符串 86 4.2 字符串操作 87 4.2.1 字符串的比较 87 4.2.2 字符串的替换和查找 89 4.2.3 其他操作 90 4.3 字符数组与数值数组间的相互转换 92 4.4 本章小结 94 第5章 MATLAB程序设计 95 5.1 MATLAB分支控制语句 95 5.1.1 顺序结构 95 5.1.2 if-else-end分支结构 96 5.1.3 switch-case和otherwise 99 5.1.4 for循环结构 100 5.1.5 while循环结构 103 5.2 交互式程序控制命令 104 5.2.1 input和disp命令 104 5.2.2 pause命令 106 5.2.3 continue命令 106 5.2.4 break命令 106 5.2.5 echo命令 108 5.3 程序终止的return语句 108 5.4 错误控制的try-catch结构 109 5.5 本章小结 110 第6章 M文件 111 6.1 变量 111 6.1.1 变量的命名 111 6.1.2 变量的类型 111 6.1.3 MATLAB默认的特殊变量 113 6.1.4 流程控制变量 113 6.2 M文件和MATLAB编程概述 114 6.2.1 M文件概述 114 6.2.2 MATLAB的工作模式 117 6.3 M文件结构实例 118 6.3.1 M文件的一般结构 118 6.3.2 脚本文件实例 119 6.3.3 函数文件实例 119 6.4 函数类型 123 6.4.1 匿名函数 123 6.4.2 M文件主函数 124 6.4.3 子函数 124 6.4.4 嵌套函数 125 6.4.5 私有函数 125 6.4.6 重载函数 125 6.5 本章小结 125 第7章 数据分析 127 7.1 数据插值 127 7.1.1 一维插值 127 7.1.2 二维插值 128 7.2 曲线拟合 129 7.3 函数极限 131 7.4 函数求导 131 7.5 数值积分 132 7.5.1 一元函数的数值积分 132 7.5.2 多重数值积分 134 7.6 本章小结 135 第8章 绘制二维图形 137 8.1 MATLAB图形窗口概述 137 8.2 二维绘图 139 8.2.1 基本绘图流程 139 8.2.2 plot命令 139 8.2.3 设置曲线格式和标记点格式 141 8.2.4 子图绘制 142 8.2.5 叠加绘制 143 8.2.6 坐标轴设置 144 8.2.7 对数坐标系绘图 146 8.2.8 绘制双纵坐标曲线图 147 8.2.9 极坐标绘图 147 8.3 二维特殊绘图 148 8.3.1 条形图和面域图 148 8.3.2 饼形图 150 8.3.3 直方图 151 8.3.4 等高线图 151 8.3.5 向量图 152 8.3.6 网格图绘制 153 8.3.7 曲面图绘制 155 8.3.8 其他特殊绘图指令 156 8.3.9 函数绘制 158 8.4 本章小结 159 第9章 绘制三维图形 161 9.1 创建三维图形 161 9.1.1 三维图形概述 161 9.1.2 三维曲线图 162 9.1.3 三维曲面图 164 9.2 特殊的三维图形 167 9.2.1 三维柱状图示例 167 9.2.2 散点图 168 9.2.3 火柴杆图 169 9.2.4 等高线图 170 9.2.5 瀑布图 171 9.2.6 简易绘图函数 171 9.3 显示与控制三维图形 173 9.3.1 颜色控制 173 9.3.2 坐标控制 175 9.3.3 视角控制 176 9.4 绘制动画图形 177 9.5 四维图形可视化 180 9.5.1 用颜色描述第四维 180 9.5.2 其他函数 182 9.6 本章小结 183 第10章 信号与系统应用 185 10.1 MATLAB信号处理基础介绍 185 10.1.1 连续时间系统的时域信号处理 185 10.1.2 离散时间系统及其实现 189 10.1.3 离散时间信号的基本运算 201 10.2 MATLAB信号积分变换 211 10.2.1 傅里叶变换及其反变换 211 10.2.2 Z变换定义与性质 220 10.2.3 离散余弦变换 221 10.3 MATLAB统计信号处理 223 10.3.1 相关性 223 10.3.2 重新采样 224 10.3.3 窗函数 230 10.3.4 功率谱估计 233 10.3.5 现代谱分析 241 10.3.6 时频分析 244 10.3.7 特殊变换方法 245 10.4 本章小结 249 第11章 数字信号处理 251 11.1 IIR滤波器的设计 251 11.1.1 IIR滤波器优势 251 11.1.2 IIR滤波器设计过程 251 11.1.3 经典法IIR滤波器设计 252 11.1.4 双线性变换法IIR滤波器设计 271 11.2 FIR滤波器设计 275 11.2.1 窗函数FIR滤波器设计 276 11.2.2 最小二乘法FIR滤波器设计 291 11.2.3 其他设计方法 293 11.3 本章小结 299 第12章 参数建模 301 12.1 时域建模 301 12.1.1 AR模型 301 12.1.2 MA模型 306 12.1.3 ARMA模型 309 12.2 频域建模 315 12.2.1 非参量类方法 316 12.2.2 参数法 323 12.2.3 Subspace Methods子空间法 326 12.2.4 谱分析综合应用 327 12.3 信号处理GUI工具 337 12.3.1 信号处理综合工具 337 12.3.2 波形查看器 338 12.3.3 谱分析查看器 338 12.3.4 滤波可视化工具 339 12.3.5 滤波器设计与分析工具 340 12.3.6 滤波器处理工具 341 12.4 本章小结 343 第13章 图像处理工具箱 345 13.1 MATLAB图像处理基础知识 345 13.1.1 MATLAB图像表达方式 345 13.1.2 MATLAB支持的图像文件格式 346 13.1.3 MATLAB图像的类型 346 13.1.4 MATLAB图像类型转换 349 13.1.5 MATLAB图像数据的读写 355 13.2 图像显示 357 13.2.1 标准图像显示技术 357 13.2.2 特殊图像显示技术 360 13.3 图像运算 363 13.3.1 代数运算 363 13.3.2 几何运算 365 13.4 图像数据变换 368 13.4.1 二维傅里叶变换 368 13.4.2 离散余弦变换 369 13.4.3 其他变换 371 13.5 图像分析 374 13.5.1 像素值及统计 374 13.5.2 灰度图边缘检测 377 13.5.3 四叉树分解 379 13.6 图像调整 380 13.6.1 灰度的调整 380 13.6.2 增强图像色彩 381 13.7 图像平滑 382 13.7.1 线性滤波 382 13.7.2 中值滤波 383 13.7.3 自适应滤波 383 13.8 图像区域处理 384 13.8.1 区域滤波 384 13.8.2 区域填充 385 13.8.3 移除小对象 386 13.9 形态学操作 387 13.9.1 图像膨胀 387 13.9.2 图像腐蚀 388 13.9.3 形态学重建 388 13.10 本章小结 389 第14章 句柄图形对象 391 14.1 句柄图形对象概述 391 14.2 get和set函数 391 14.3 根对象 393 14.4 图形窗口对象 394 14.5 核心图形对象 394 14.6 本章小结 400 第15章 图形用户界面GUI 401 15.1 图形用户界面GUI简介 401 15.1.1 GUI程序概述 401 15.1.2 打开GUIDE开发环境 401 15.2 使用GUIDE创建GUI界面 403 15.2.1 设置组件属性 403 15.2.2 几何排列工具 403 15.2.3 设计菜单 404 15.2.4 对象浏览器 405 15.3 对话框对象 405 15.3.1 公共对话框 406 15.3.2 一般对话框 407 15.4 建立菜单 412 15.5 本章小结 413 第16章 外部接口操作 415 16.1 数据基本操作 415 16.2 底层文件基本IO操作 416 16.3 文件的读写 418 16.3.1 读写二进制文件 418 16.3.2 读写记事本数据 420 16.3.3 读写电子表格数据 421 16.3.4 读写声音文件 424 16.3.5 读写视频文件 425 16.4 本章小结 426 內容試閱： 第1章 MATLAB概述 MATLAB是一种用于数值计算、可视化及编程的高级语言和交互式环境。使用 MATLAB，可以分析数据，开发算法，创建模型和应用程序。借助其语言、工具和内置的 数学函数，可以探求多种方法，比电子表格或传统编程语言更快地求取结果。它是一种功 能强大的科学计算软件，在使用之前，应该对它有一个整体的了解。本章主要介绍 MATLAB 的发展历程、MATLAB最新版本的主要特点和使用方法。 学习目标： ●了解 MATLAB的特点。 ●了解 MATLAB各种平台的窗口。 ●掌握 MATLAB的各种基本操作。 ●掌握 MATLAB中 M文件的操作。 1.1 MATLAB简介 MATLAB是由美国 Mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序 设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统 的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计 以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。 1.1.1 什么是 MATLAB MATLAB提供了一个高性能的数值计算和图形显示的科学和工程计算软件环境。这 种易于使用的 MATLAB环境，由数值分析、矩阵运算、信号处理和图形绘制等组成。在 这种环境下，问题和解答的表达形式 程序几乎和它们的数学表达式完全一样，而不像传 统的编程那样繁杂。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分 相似，故用 MATLAB解算问题要比用 C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多， 并且 MATLAB也吸收了 Maple等软件的优点，因而成为了一个强大的数学软件。 在新的版本 MATLAB 2014中也加入了对C、FORTRAN、C 、Java的支持。用户可 以直接调用，也可以将自己编写的实用程序导入到 MATLAB函数库中方便自己以后调用， 此外许多 MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以下载后直接使用。它的 . 2 . MATLAB应用教程 主要特性包括： ● 截面用于数值计算、可视化和应用程序开发的高级语言。 ● 可实现迭代式探查、设计及问题求解的交互式环境。 ● 用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化、数值积分以及常微分方程求解的 数学函数。 ● 用于数据可视化的内置图形以及用于创建自定义绘图的工具。 ● 用于改进代码质量和可维护性，并最大限度地发挥性能的开发工具。 ● 用于构建自定义图形界面应用程序的工具。 ● 可实现基于 MATLAB 的算法与外部应用程序和语言集成。 MATLAB的一个重要特色就是其工具箱，它已经成为一个系列产品，包括 MATLAB 主工具箱功能型工具箱和各种工具箱Toolbox，具体内容请参考第 1.1.2节。 1.1.2 MATLAB的特点 MATLAB是所有 MathWorks公司产品的基石，它包括数值计算二维和三维图形、语 句以及单一易使用环境下的语言能力。MATLAB系统主要由五部分构成：MATLAB语言、 MATLAB工作环境、MATLAB图形处理、MATLAB数学函数库、 MATLAB应用编程人 员接口API。 MATLAB具有用法简单、灵活、程式结构性强、延展性好等优点，已经逐渐成为科 技计算、视图交互系统和程序中的首选语言工具。特别是它在线性代数、数理统计、自动 控制、数字信号处理、动态系统仿真等方面表现突出，已经成为科研工作人员和工程技术 人员进行科学研究和生产实践的有力武器。 1. 以矩阵和数组为基础的运算 MATLAB是一个高级的矩阵阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入输 出和面向对象编程特点。MATLAB以矩阵为基础，不需要预先定义变量和矩阵 包括数组 的维数，可以方便地进行矩阵的算术运算、关系运算和逻辑运算等，而且 MATLAB有特 殊矩阵专门的库函数，可以高效地求解诸如信号处理、图像处理、控制等问题。 2. 语言简洁，使用方便 MATLAB程序书写形式自由，被称为草稿式语言，这是因为其函数名和表达更 接近我们书写计算公式的思维表达方式，编写 MATLAB程序犹如在草稿纸上排列公式与 求解问题，因此可以快速地验证工程技术人员的算法。此外 MATLAB还是一种解释性语 言，不需要专门的编译器。具体地说， MATLAB运行时可直接在命令行输入 MATLAB语 句，系统立即进行处理，完成编译、链接和运行的全过程，利用丰富的库函数避开繁杂的 子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。 【例 1-1】MATLAB求解下列方程，并求解矩阵 A的特征值。 第 1章 MATLAB概述 . 3 . A= 32 13 45 67 23 79 85 12 43 23 54 65 98 34 71 35 b= 1 2 3 4 解为：x=A\b，设 A的特征值组成了向量 e，e=eigA。 只需要在 MATLAB窗口中输入如下几行代码： A= [32 13 45 67；23 79 85 12;43 23 54 65;98 34 71 35]; b=[1;2;3;4]; x=A\b x= 0.1809 0.5128 -0.5333 0.1862 e=eigA e= 193.4475 56.6905 -48.1919 -1.9461 可以看出，MATLAB的程序极其简短，更为难能可贵的是 MATLAB甚至具有一定的 智能水平，比如上面的解方程， MATLAB会根据矩阵的特性选择方程的求解方法，所以用 户根本不用怀疑 MATLAB的准确性。 3. 强大的科学计算机数据处理能力 MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有 600多个工程中要用到的数学运 算函数，可以方便地实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程 计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它代替 底层编程语言，如 C和 C 。在计算要求相同的情况下，使用 MATLAB编程，工作量会 大大减少。MATLAB的函数集包括从最简单、最基本的函数到诸如矩阵、特征向量、快速 傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微 分方程及偏微分方程组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化 问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以 及建模动态仿真等。 . 4 . MATLAB应用教程 4. 强大的图形处理功能 MATLAB具有非常强大的以图形化显示矩阵和数组的能力，同时它能给这些图形增 加注释并且可以对图形进行标注和打印。 MATLAB的图形技术包括二维和三维的可视化、图像处理、动画等高层次的专业图 形的高级绘图函数，例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等，又包括一些 可以让用户灵活控制图形特点的低级绘图命令，利用 MATLAB的句柄图形技术可以创建 图形用户界面。 同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数， 保证了用户不同层次的要求。另外新版本的 MATLAB还着重在图形用户界面 GUI的制作 上做了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。 5. 应用广泛的模块集合工具箱 MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组被称为工具箱的特殊应 用子程序，每个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的。 MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心 内部函数。其工具箱又分为两类，功能性工具箱和学科性工具箱。 功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以 及与硬件实时交互功能，而学科性工具箱是专业性比较强的，如 Control Toolbox、Signal Processing Toolbox、Communication Toolbox等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高 的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，就可直接进行高、精、尖 的研究。 此外，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法，而不需要自己编写代 码。目前 MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采 集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分 析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、 模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系 统开发、定点仿真、 DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱 Toolbox家族中有了自己的 一席之地。 6. 可扩充性强,具有方便的应用程序接口 MATLAB有着丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可以直接调用，而且用户还 可以根据需要方便地编写和扩充新的函数库。 通过混合编程，用户可以方便地在 MATLAB环境中调用其他用 Fortran或者 C语言编 写的代码，也可以在 C语言或者 Fortran语言中调用 MATLAB的库函数。 第 1章 MATLAB概述 . 5 . 7. 源程序的开放性 开放性也许是 MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有 MATLAB的 核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件做修改以及加入自己 的文件构成新的工具箱。 8. 实用的程序接口和发布平台 新版本的 MATLAB可以利用 MATLAB编译器和 CC 数学库、图形库，将自己的 MATLAB程序自动转换为独立于 MATLAB运行的 C和 C 代码。 用户可以编写和 MATLAB进行交互的 C或 C 语言程序。另外，MATLAB网页服 务程序还容许在 Web应用中使用自己的 MATLAB数学和图形程序。 1.1.3 MATLAB系统 MATLAB系统主要包括五个部分：桌面工具和开发环境、数字函数库、语言、图形 处理、外部接口。其中桌面工具包括 MATLAB桌面和命令窗口，编辑器和调试器、代码 分析器和用于浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。MATLAB的函数库包括大量的算法， 从初等函数到复杂的高等函数。MATLAB语言是一种基于矩阵和数组的高级语言，具有程 序流控制、函数、数据结构、输入输出和面向编程等特色。在图形处理中， MATLAB具有 方便的数据可视化功能。同时，MATLAB语言能够和一些高级语言进行交互。 MATLAB开发环境是一套方便用户使用的 MATLAB函数和文件工具集，其中许多 工具是图形化用户接口。它是一个集成的用户工作空间，允许用户输入输出数据，并提 供了 M文件的集成编译和调试环境，包括 MATLAB桌面、命令窗口、 M文件编辑调试器、 MATLAB工作空间和在线帮助文档。 MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法，从基本算法如加法、正弦到复杂算法 如矩阵求逆、快速傅里叶变换等。 MATLAB语言是一种高级的基于矩阵数组的语言，它有程序流控制、函数、数据结 构、输入输出和面向对象编程等特色。 图形处理系统使得 MATLAB能方便地图形化显示向量和矩阵，而且能对图形添加标 注和打印。它包括强大的二维三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。 MATLAB应用程序接口API是一个使 MATLAB语言能与 C、Fortran等其它高级编 程语言进行交互的函数库。该函数库的函数通过调用动态链接库DLL实现与 MATLAB文 件的数据交换，其主要功能包括在 MATLAB中调用 C和 Fortran程序，以及在 MATLAB 与其它应用程序间建立客户、服务器关系。 . 6 . MATLAB应用教程 1.2 MATLAB的安装和卸载 安装 MATLAB的主要操作步骤如下： 第 1步：下载 MATLAB2014a，并用 Winrar等解压缩工具解压到 MATLAB2014a文 件夹中，安装前确保系统满足软硬件要求，获得用户许可证。注意不要在安装过程中使用 杀毒软件，以防其减慢安装进度。 第 2步：双击 setup.exe，开始安装，显示 MATLAB图标。 第 3步：选择不使用 Internet安装，单击下一步，如图 1-1所示。 第 4步：浏览许可协议，确保同意许可协议，选择是 Y，单击下一步，如图 1-2所示。 图 1-1 安装准备界面图 1-2 浏览许可协议 第 5步：输入安装密钥，单击下一步，如图 1-3所示。 第 6步：选择安装类型。用户可以根据自己的需要自行选择安装类型，选择典型类型 将安装所有默认的产品组件，而选择自定义类型将有选择地安装组件。 第 7步：选择安装目录和安装产品组件。如果选择典型安装类型，进入下一步，将出 现如下对话框，开始安装默认组件，如图 1-4所示。 图 1-3 输入安全密钥图 1-4 选择典型选项的安装目录 如果选择自定义选项，进入下一步，将出现如下对话框，用户可自行选择安 装组件，如图 1-5所示。 第 8步：确定安装目录和组件。如确定选择的目录和组件无误，单击安装开始安 装，如图 1-6所示。 第 1章 MATLAB概述 . 7 . 图 1-5 自定义安装产品组件图 1-6 确定安装目录和组件 第 9步：确定安装后，弹出安装选项窗口，根据个人喜好设置快捷方式，如图 1-7所示。 第 10步：等待安装结束，安装界面如图 1-8所示。 图 1-7 安装选项图 1-8 安装界面 第 11步：安装完成。安装完成后，系统弹出安装完成对话框，如图 1-9所示。 第 12步：激活软件。安装完成后，点击下一步，出现软件激活界面，用户可以选 择自动激活和手动激活两种方式，如图 1-10所示。 图 1-9 安装完成界面图 1-10激活选项 如果选择手动激活，需要手动输入许可文件的完成路径，包括其文件名，也可以 使用浏览功能，直接寻找许可文件，如图 1-11所示。 输入有效的许可文件后，出现激活完成对话框，如图 1-12所示。 . 8 . MATLAB应用教程 图 1-11离线激活图 1-12激活完成 用户安装完成后，系统默认运行 MATLAB，如图 1-13所示。运行 MATLAB有以下 几种方式： 1双击桌面的快捷方式。 2在开始菜单中的程序中选择运行 MATLAB。 3在 MATLAB的根目录下，直接点击 MATLAB.exe文件运行。 如需卸载 MATLAB，在安装目录双击 uninstall.exe，运行 MATLAB自带的卸载程序， 出现如图 1-14所示界面。 图 1-13开始运行窗口图 1-14 MATLAB卸载窗口 单击卸载选项就可以开始卸载了。 1.3 MATLAB用户操作 1.3.1 命令窗口 MATLAB各种操作命令都由命令窗口开始，用户可以在命令窗口中输入 MATLAB命 令，实现其相应的功能。启动 MATLAB，点击 MATLAB图标，进入到用户界面，如图 1-15 所示，此命令窗口主要包括文本的编辑区域和菜单栏。 第 1章 MATLAB概述 . 9 . 在命令窗口空白区域单击鼠标右键，打开快捷菜单，常用的命令有： Evaluate Selection打开所选文本对应的表达式的值 、Open Selection打开文本所对应的 MATLAB 文件、Cut剪切命令、Paste粘贴命令等，如图 1-15所示。 图 1-15用户界面 在 MATLAB中，Command Window常用的命令及功能如表 1-1所示。 表 1-1 Command Window常用的命令功能 命 令功 能 clc擦去一页命令窗口，光标回到屏幕左上角 clear 从工作空间清除所有变量 clf 清除图形窗口内容 who 列出当前工作空间中的变量 whos 列出当前工作空间中的变量及信息或用工具栏上的 Workspace浏览器 delete从磁盘删除指定文件 which 查找指定文件的路径 clear all从工作空间清除所有变量和函数 help 查询所列命令的帮助信息 save name保存工作空间变量到文件 name.mat save name x y保存工作空间变量 x y到文件 name.mat load name加载name文件中的所有变量到工作空间 load name x y加载name文件中的变量 x y到工作空间 diary name1.m 保存工作空间中的一段文本到文件 name1.m diary off 关闭日志功能 type name.m在工作空间查看 name.m文件的内容 what 列出当前目录下的 m文件和 mat文件 . 10 . MATLAB应用教程 续表 命 令功 能 或者 Ctrl p调用上一次的命令 或者 Ctrl n调用下一行的命令 或者 Ctrl b退后一格 或者 Ctrl f前移一格 Ctrl 或者 Ctrl r 向右移一个单词 Ctrl 或者 Ctrl l 向左移一个单词 Home或者 Ctrl a光标移到行首 End或者 Ctrl e 光标移到行尾 Esc或者 Ctrl u清除一行 Del或者 Ctrl d清除光标后字符 Backspace或者 Ctrl h 清除光标前字符 Ctrl k 清除光标至行尾字 Ctrl c 中断程序运行 1.3.2 M文件 创建 M文件是 MATLAB中非常重要的内容之一。事实上，正是由于在 MATLAB工 具箱中存放着大量的 M文件，使得 MATLAB应用起来显得简单、方便，且功能强大。如 果用户根据自己的需要，开发出适用于自己的 M文件，不仅能使 MATLAB更加贴近用户 自己，而且能使 MATLAB的功能得到扩展。 M文件有两种形式：命令文件和函数文件。当用户要运行的命令较多时，如果直接在 命令窗口中逐条输入和运行，会有诸多不便。此时可通过编写命令文件来解决这个问题。 另外，从前面的例子可以看到 MATLAB的许多命令，需要用户通过编写函数文件来执行。 MATLAB用户应首先熟悉最经常使用的 M文件编辑器M File Editer。M文件编辑器 不仅仅是一个文字编辑器，它还具有一定的程序调试功能。虽然没有像 VC、BC那样强大 的调试能力，但对于调试一般不过于复杂的 MATLAB程序已经足够了。 进入 MATLAB后，在右上角点击 New选项进入编辑 调试器EditerDebugger。在 编辑调试器中，编写符合语法规则的命令，编写完命令文件后，选择 Save项，然后按 照提示输入一个文件名。至此，完成了命令文件的创建，如图 1-16所示。 第 1章 MATLAB概述 . 11 . 图 1-16 M编辑器窗口 1. 编辑功能 1选择：与通常鼠标选择方法类似，但这样做并不方便。如果习惯了，使用 Shift 箭头键是一种更为方便的方法，熟练后根本就不需要再看键盘。 2拷贝粘贴：没有比 Ctrl C、Ctrl V键更方便的了，相信使用过 Windows的人一定 知道。 3寻找替代：寻找字符串时用 Ctrl F键显然比用鼠标点击菜单方便。 4查看函数：阅读大的程序常需要看看都有哪些函数并跳到感兴趣的函数位置， M 文件编辑器没有为用户提供像 VC或者 BC那样全方位的程序浏览器，却提供了一个简单 的函数查找快捷按钮，单击该按钮，会列出该 M文件的所有函数。 5注释：如果用户已经有了很长时间的编程经验而仍然使用 Shift 5输入%号，一定 体会过其中的痛苦忘了切换输入法状态时，就会变成中文字符集的百分号。按 Ctrl r可 添加注释%，按 Ctrl t则删除注释。 6缩进：良好的缩进格式为用户提供了清晰的程序结构。编程时应该使用不同的缩 进量，以使程序显得错落有致。增加缩进量用 Ctrl ]键，减少缩进量用 Ctrl [ 键。当一大 段程序比较乱的时候，使用 Smart Indent 代码自动缩进，快捷键为 Ctrl I也是一种很好的 选择。 2. 调试功能 M程序调试器的热键设置和 VC的设置有些类似，如果用户有其它语言的编程调试经 验，则调试 M程序显得相当简单。因为它没有指针的概念，这样就避免了一大类难以查找 的错误。不过 M程序可能会经常出现索引错误，如果设置了 Stop if ErrorBreakpoints菜单 下，则程序的执行会停在出错的位置，并在 MATLAB命令行窗口显示出错信息。下面列 出了一些常用的调试方法。 1设置或清除断点：使用快捷键 F12。 2执行：使用快捷键 F5。 3单步执行：使用快捷键 F10。 . 12 . MATLAB应用教程 4 Step in：当遇见函数时，进入函数内部，使用快捷键 F11。 5 Step out：执行流程跳出函数，使用快捷键 Shift F11。 6执行到光标所在位置：非常遗憾这项功能没有快捷键，只能使用菜单来完成。 7观察变量或表达式的值：将鼠标指针放在要观察的变量上停留片刻，就会显示出 变量的值，当矩阵太大时，只显示矩阵的维数。 8退出调试模式：没有设置快捷键，使用菜单或者快捷按钮来完成。 函数文件的创立方法与命令文件的创立方法完全一样，只是函数文件的第一句可执行 语句是以 function引导的定义语句，并且输入文件名时要与定义语句中的函数名相同。 建立了函数文件或命令文件后，只要在命令窗口键入命令文件名或函数名，就可执行 M文件中所包含的所有命令。 1.3.3 帮助窗口 有效地使用帮助系统所提供的信息，是用户掌握好 MATLAB应用的最佳途径。熟练 的程序开发人员总会充分利用软件所提供的帮助信息，而 MATLAB的一个突出优点就是 其拥有较为完善的帮助系统。MATLAB的帮助系统可以分为联机帮助系统和命令窗口查询 帮助系统，如图 1-17所示。 图 1-17帮助窗口 1.3.4 工作窗口 工作窗口用来显示当前计算机内存中 MATLAB变量的名称、数学结构、该变量的字 第 1章 MATLAB概述 . 13 . 节数及其类型，在 MATLAB中不同的变量类型对应不同的变量名图标，可以对变量进行 观察、编辑、保存和删除等操作。 工作窗口如图图 1-18所示。 图 1-18工作窗口 1.3.5 图形窗口 图形窗口用来显示 MATLAB所绘制的图形，这些图形既可以是二维图形，也可以是 三维图形。用户可以通过选择 New|Figure命令进入图形窗口，如图 1-19所示。 弹出的窗口如图 1-20所示： 图 1-19进入图形窗口图 1-20运行程序自动弹出图形窗口 1.3.6 搜索路径 用户可以通过选择菜单栏中的Set Path，或者在命令窗口输入 pathtool或 editpath指 . 14 . MATLAB应用教程 令来查看 MATLAB的搜索目录，如图 1-21所示。 图 1-21查看搜索目录 1.4 查询帮助命令 MATLAB用户可以通过在命令窗口中直接输入命令来获得相关的帮助信息，这种获 取方式比联机帮助更为快捷。在命令窗口中获取帮助信息的主要命令为 help和 lookfor以 及模糊寻找，下面将介绍这些命令。 1.4.1 help命令 直接输入 help命令，会显示当前的帮助系统中所包含的所有项目。需要注意的是用户 在输入该命令后，命令窗口只显示当前搜索路径中的所有目录名称。例如在命令窗口输入： help 运行结果如下： HELP topics: help HELP topics: MATLABhdlcoder\MATLABhdlcoder - No table of contents file MATLABxl\MATLABxl - MATLAB Builder EX MATLAB\demos -Examples. MATLAB\graph2d - Two dimensional graphs. MATLAB\graph3d -Three dimensional graphs. MATLAB\graphics - Handle Graphics. MATLAB\plottools - Graphical plot editing tools 第 1章 MATLAB概述 . 15 . MATLAB\scribe - Annotation and Plot Editing. MATLAB\specgraph -Specialized graphs . . vnt\vntguis - No table of contents file vnt\vntdemos - No table of contents file vntblks\vntblks - No table of contents file vntblks\vntmasks - No table of contents file wavelet\wavelet - Wavelet Toolbox wavelet\wmultisig1d - No table of contents file wavelet\wavedemo - No table of contents file wavelet\compression - No table of contents file xpc\xpc -xPC Target xpcblocks\thirdpartydrivers - No table of contents file build\xpcblocks - xPC Target -- Blocks build\xpcobsolete - No table of contents file xpc\xpcdemos -xPC Target --examples and sample script files. 如果用户知道某个函数名称，并想了解该函数的具体用法，只需在命令窗口中输入 help 函数名，例如在命令窗口输入： help sin 则运行结果如下： sin Sine of argument in radians. sinX is the sine of the elements of X. See also asin, sind. Overloaded methods: codistributedsin gpuArraysin Reference page in Help browser doc sin 1.4.2 lookfor函数的使用 但当用户不知道一些函数的确切名称，此时 help函数就无能为力了，但可以使用 lookfor 函数方便地解决这个问题。在使用 lookfor函数时，用户只需知道某个函数的部分关键字， 在命令窗口中输入 lookfor 关键字，就可以很方便地实现查找。例如在命令窗口输入： lookfor sin 运行结果如下： sin BioIndexedFile - class allows random read access to text files using an index file. . 16 . MATLAB应用教程 loopswitch - Create switch for opening and closing feedback loops. mbcinline - replacement version of inline using anonymous functions cgslblock - Constructor for calibration Generation Simulink block parsing manager xregaxesinput - Constructor for the axes input object for a ListCtrl ExhaustiveSearcher - Neighbor search object using exhaustive search. KDTreeSearcher - Neighbor search object using a kd-tree. sample_supported - name_supported fills in a single instance or an array dxpcUDP1 - Target to Host Transmission using UDP dxpcUDP2 - Target to Target Transmission using UDP j1939exampleDemo - J1939 - Using Transport Protocol scscopedemo -Signal Tracing Using Scope Triggering scsignaldemo - Signal Tracing Using Signal Triggering scsoftwaredemo - Signal Tracing Using Software Triggering 1.4.3 模糊寻找 MATLAB还提供了一种模糊寻找的命令查询方法，只需在命令界面输入命令的前几 个字母，然后按 TAB键，系统将列出所有以其开头的命令。 1.5 本章小结 MATLAB语言由于其语法的简洁性、代码接近自然数学描述方式以及具有丰富的专 业函数库等诸多优点，吸引了众多科学研究工作者，且越来越成为科学研究、数值计算、 建模仿真以及学术交流的事实标准。本章主要介绍了 MATLAB的一些基本知识。

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