Matlab基礎入門

2018-07-18 科技 339 Views

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MATLAB 入門

MATLAB (matrix&laboratory兩個詞的組合)是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件,是可用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的科學計算語言和編程環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB可用於信號處理與通訊、生物技術、醫學、金融等眾多領域。全球數以百萬計的工程師和科學家使用 MATLAB 來分析和設計可改變世界的系統和產品。MATLAB的安裝激活等相關的內容我在這里就不做過多的介紹，下面直接上乾貨。

打開MATALB,默認的界面會如下圖所示：

在開始學習MATLAB的時候，我們可以通過在命令行窗口輸入簡單的語句來進行計算、畫圖等功能。MATLAB中的數據結構如下圖所示，可以分為標量（Scalar）、向量（Vector）、矩陣（Matrix）以及數組（Array）。

MATLAB中的數據類型包含了時間型（Time）、數值型(Numeric)、異構型和字符型(Heterogeneous and Text)、分類型(Categorical)、函數句柄型(Fucntion and Handle)和邏輯型(Logical)。通過使用眾多的數據結構和類型，我們可以進行做到各種各樣的數據分析、可視化處理以及存儲。

這些不同類型的數據我們可以通過手動輸入來生成也可以通過MATLAB內置的函數庫來做到，如下圖所示：在命令窗口手動輸入x=[19 13 7 11 2 17 5 3]，就得到了一個1行7列的向量x。在MATLAB中我們可以直接通過=這個符號，對 = 左邊的目標變量進行賦值。進行向量或者矩陣賦值的時候需要把數值用中括號[]將數據括起來，每個數值之間用空格或者逗號分開時，數據是不進行分行的，我們得到的數據都是一行的。如果想要將數據進行分行，則需要用分號；把數據隔開，那麼就可以得到多行的數據。在進行數據賦值的時候冒號：也是經常使用的，如圖中所示當x被賦值為a:dx:b，那麼表示的意思則是x是一個從a開始的等差數列，公差為dx，x的最後一項a+dx應該小於或等於b。此外我們還可以通過MATLAB的函數庫內的各種函數來進行賦值，這是更常用的方法：這里舉一個簡單的例子，假如我們想要生成一個2行2列的單位矩陣，手動輸入則是在命令行窗口輸入：x=[1 0; 0 1]，而使用函數則為：x=eye(2,2) （eye(n,m)生成一個n行m列的單位矩陣）。當我們的數據量小的時候還好，一旦很大，那麼顯然是使用函數更加方便和快捷。函數的具體使用功能(以eye為例)大家可以通過在MATLAB界面的右上角搜尋欄里面搜尋eye查看其功能，或者在命令行窗口輸入 help eye來查看其功能。當然對於新手來說看MATLAB自帶的文檔是有一定難度的，當看不懂的時候，建議大家請教周圍比較會使用的人，或者在‘百 ’‘度’搜尋相關的函數，一般你都會找到它的具體用法。

通過MATLAB名字的由來我們就能知道，其最大的優勢就是能進行矩陣運算。那麼在運算之前，我們來了解下MATLAB中的矩陣化的數據是如何來索引的。

如上圖所示：當我們生成一個數據矩陣A時，假如A是一個m行n列矩陣，那麼A（j,k）就代表了矩陣A中第j行k列中的數據。當我們想要讀取矩陣A中的多行或者多列的時候，我們可以通過在行列中間加冒號生成等差數列，從而讀取多行多列的數據。最後我們來談一下MATLAB中矩陣的運算，MATLAB中的矩陣運算十分的方便快捷，具體可以見以下的幾個圖。